Двигатели SOHC и DOHC: два против одного
Добрый день всем!)
Мы прекрасно знаем (и на других марках авто) есть два типа двигателя SOHC(ОHS) и DOHC. Вот и мне стало интересно что все таки луче?
Что такое SOHC и DOHC?
SOHC и DOHC — эти два различных типа газораспределительных механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания. Причем неважно, какого двигателя — и бензиновые, и дизельные моторы могут быть и SOHC, и DOHC.
SOHC. Этой аббревиатурой обозначается такая конструкция двигателя, в которой предусмотрен один распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. SOHC — это Single OverHead Camshaft, или «одиночный верхний распределительный вал». Также можно встретить название OHC — Overhead Camshaft, или «верхний распределительный вал». OHC — то же самое, что и SOHC, данный термин появился еще в начале 1960-х годах прошлого века, и лишь после создания двигателей DOHC во избежание путаницы двигатели с одним распредвалом стали обозначать как SOHC.
DOHC. Это двигатель с двумя распределительными валами, расположенными в головке блока цилиндров. Аббревиатура DOHS означает Double OverHead Camshaft, или «двойной верхний распределительный вал».
То есть SOHC — это двигатель, в котором все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а DOHC — двигатель, в котором для привода клапанов используется сразу два распределительных вала. Обе конструкции начали применяться около полувека назад, и сегодня существует несколько разновидностей двигателей каждой из конструкций.
Двигатели SOHC и DOHC
Силовые установки с одним верхним распределительным валом пережили пик своей популярности еще в 60-х – 70-х годах прошлого века, однако они и в наше время устанавливаются на автомобили эконом-класса.
Существует три схемы, по которым реализуется ГРМ типа SOHC, они отличаются типом привода и расположением клапанов:
— Привод клапанов с помощью коромысел, которые толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены V-образно по обе стороны вала;
— Привод клапанов рычагами, которые, в свою очередь, толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены в ряд;
— Привод клапанов с помощью толкателей, которые расположены непосредственно под распредвалом. Клапаны расположены в ряд.
Схема с коромыслами проста. Коромысла насажены на ось, на которой могут свободно качаться. С одной стороны они упираются в стержни клапанов, с другой — в кулачки распредвала. При вращении вала коромысла толкаются кулачками, и передают эти движения клапанам, открывая их в нужные моменты (закрываются клапаны, как известно, под действием пружины).
Схема с рычагами во многом похожа на схему с коромыслами, однако ось качания рычага находится с одной из его сторон, а другой он нависает над стержнями клапанов. Распределительный вал находится примерно над серединой рычагов, толкая их своими кулачками. Эта схема широко использовалась на отечественных автомобилях, однако сейчас практически вышла из употребления.
Схема с толкателями до гениального проста и очевидна. Распределительный вал расположен непосредственно над клапанами, однако движение от кулачков вала к стержням клапанов передается через специальные толкатели — обычно это короткие цилиндры, которые установлены в промежутке между стержнем и кулачком.
В сущности, двигатели с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров — это усовершенствованные двигатели SOHC с толкателями. Сегодня выделяют две разновидности моторов DOHC:
— Двигатели с двумя клапанами на цилиндр, впускные и выпускные клапаны расположены в два ряда, каждый из них приводится в движение своим распредвалом;
— Двигатели с четырьмя, шестью и большим количеством клапанов на цилиндр. Клапаны расположены в два ряда, которые приводятся в движение отдельным распределительным валом.
Как видно, основное отличие DOHC от SOHC заключается в том, что здесь впускные и выпускные клапаны открываются с помощью отдельного распределительного вала, расположенного непосредственно над одним рядом клапанов.
Именно двигатели DOHC в настоящее время получили наибольшее распространение, так как они обладают относительно простой конструкцией и большой мощностью при малом весе (то есть, имеют высокую энерговооруженность). Причем одинаково популярны моторы и с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя.
Преимущества и недостатки SOHC и DOHC
Существование и широкое применение двигателей обеих конструкций говорит о том, что они имеют как преимущества, так и недостатки.
Большое преимущество моторов SOHC — простая конструкция и низкая стоимость. С другой стороны, они менее мощные, поэтому используются, преимущественно, на небольших легковых автомобилях. Однако разные схемы SOHC имеют свои достоинства и недостатки. Так, моторы с коромыслами легко поддаются регулировке, но при этом не обеспечивают высоких показателей мощности. Двигатели с рычагами создают много шума, да еще и не слишком надежны. А моторы с толкателями наиболее просты, но создают некоторые сложности с регулировками.
Преимущество двигателей DOHC заключается в том, что они позволяют более точно установить фазы ГРМ, а в случае четырех и более клапанов на цилиндр обеспечивают высокую мощность и обладают более высокой надежностью. Показатели мощности возрастают из-за лучшего перемешивания и сгорания топливно-воздушной смеси. А надежность повышается за счет того, что увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло. Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель DOHC на деле оказывается более простым и надежным.
Интересует ваше мнение для дальнейшей покупки Нового или Б/У авто. Как финансы позволят=)
Спасибо за внимание!)
DOHC двигатель: что это такое
DOHC (Double OverHead Camshaft) – это двигатель внутреннего сгорания, который оснащен механизмом с двумя распределительными валами. Двигатели данного типа сейчас наиболее распространены, так как они имеют относительно простое устройство и обладают большой мощностью при умеренном весе. В этом материале мы рассмотрим основные подвиды DOHC-двигателей, их отличия от других типов двигателей и особенности конструкции.
Что такое DOHC
Существует две разновидности DOHC-моторов. Первая группа – двигатели с двумя клапанами на цилиндр. Вторая группа – моторы с четырьмя клапанами на цилиндр. Каждая группа имеет ряд особенностей.
DOHC с двумя клапанами на цилиндр
Такой тип цилиндра является усложненным вариантом обычного ОНС (Overhead Camshaft). Принцип работы этого цилиндра заключается в работе двух распредвалов, расположенных в головке блока цилиндров – один распределительный вал приводит в движение выпускные клапаны, а второй – впускные.
Двигатели с двумя клапанами на цилиндр активно использовались в 60-70 годы минувшего столетия. Основными марками авто, где применялись такие моторы, были Alfa Romeo, Jaguar, Fiat 125, Ford и отечественный «Москвич». Однако начиная с 1994 года, уровень использования двухклапанных DOHC-моторов стал снижаться.
DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр
В DOHC-моторах с четырехклапанным цилиндром каждый распределительный вал приводит в действие свой ряд клапанов. Первый распредвал запускает впускные клапаны (2 шт.), а второй распредвал – выпускные клапаны (2 шт.).
DOHC-моторы с четырехклапанным цилиндром устанавливаются на легковых автомобилях:
Чем DOHC отличается SOHC
Двигатели DOHC и SOHC стали применятся с 60-х годов XX столетия. Они имеют схожее предназначение и могут быть дизельными либо бензиновыми. Однако между ними есть одно существенное различие.
Устройство SOHC (слева) и DOHC двигателей
Моторы SOHC созданы с одним распределительным валом, а двигатели системы DOHC оснащены двумя распределительными валами. В результате в SOHC-моторе все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а в DOHC-двигателях – двумя распредвалами.
Плюсы и минусы DOHC
К преимуществам DOHC-двигателей относится:
К минусам системы DOHC относится:
Читайте также: Что такое оппозитный двигатель и как он работает.
Особенности привода в распредвале DOHC-двигателей
Привод – элемент, приводящий в действие распределительный вал и двигатель в целом. В DOHC-моторах применяется три типа привода: ремневой, цепной и шестерный.
Привод из шестерней является самым надежным механизмом. Однако он имеет огромный минус – это максимальный уровень исходящего шума от работающего привода.
Привод с использованием цепи является надежным механизмом. В сравнении с шестернями, от цепи исходит значительно меньше шума. Однако цепной привод имеет и массу недостатков:
Привод с применением зубчатого ремня – надежный механизм. Его стоимость значительно меньше, чем цепного или шестерного привода. А также уровень исходящего шума от ремневого привода минимальный и полностью отсутствует склонность к растягиванию. Однако, несмотря на положительные стороны, ремневый привод имеет небольшой недостаток – если ремень выходит из строя, то он может стать причиной соприкосновений поршня и неконтролируемого клапана, что приведет к разрушению обоих этих элементов. Поэтому, чтобы избежать выхода из строя зубчатого ремня, потребуется через каждые 50-150 тысяч километров, пройденных авто, осуществлять замену ремня и регулировать ролики натяжения.
Что означают DOHC, SOHC и OHV?
Автопроизводители часто используют термины, которые для некоторых выглядят как алфавитный суп, включая такие дескрипторы двигателей, как DOHC, SOHC и OHV. Эти сокращения двигателей могут сбивать с толку. Вот что они означают:
OHV или верхний клапан
Это означает, что клапаны, которые открываются и закрываются для впуска и выхода топливовоздушной смеси из цилиндров, находятся над распределительным валом, который находится в блоке цилиндров. Распределительный вал приводит в действие толкатели, которые перемещаются вверх и вниз, чтобы приводить в действие коромысла, которые открывают и закрывают клапаны в головке цилиндров.
Двигатели OHV, также называемые двигателями с толкателем, могут создавать большой крутящий момент на низких оборотах двигателя, но не могут работать на тех же высоких оборотах, что и двигатели с верхним распределительным валом.
Они долгие годы широко использовались отечественными производителями. Сегодня двигатели OHV, такие как 5,3- и 6,2-литровые V-8 от GM и 5,7- и 6,2-литровые V-8 Stellantis, используются в основном в больших пикапах и внедорожниках, хотя Chevrolet Corvette и высокопроизводительные модели, такие как Dodge. Challenger SRT тоже ими пользуется.
SOHC или один верхний распредвал
В двигателе OHC распределительный вал находится в головке блока цилиндров над клапанами, а распределительный вал воздействует непосредственно на клапаны или на коромысла, которые открывают и закрывают клапаны. На одном двигателе с верхним расположением клапанов один распределительный вал открывает и закрывает как впускные, так и выпускные клапаны.
Двигатели SOHC обычно могут работать на более высоких скоростях, чем двигатели OHV, поэтому двигатель SOHC меньшего размера может производить столько же или больше лошадиных сил, чем более крупный двигатель OHV, и часто с большей экономией топлива. Одним из недостатков является то, что двигатели SOHC обычно не вырабатывают такой же крутящий момент на низких оборотах, как двигатели OHV.
DOHC или двойной верхний распределительный вал
Конструкции DOHC также позволяют использовать четыре клапана на цилиндр вместо двух, что улучшает воздушный поток и увеличивает мощность и эффективность. Обратной стороной двигателей DOHC является то, что они содержат больше деталей и более дороги в производстве.
История возникновения и развития двигателей DOHC: изучаем во всех подробностях
Сравнивая характеристики автомобиля перед приобретением, будущий владелец сталкивается с массой информации. Одним из пунктов новых знаний являются параметры и тип двигателя. Здесь можно встретить аббревиатуру DOHC или SOHC. Для простого обывателя эти буквы мало что значат, поэтому приведенная информация расскажет, в чем принципиальное отличие этих механизмов, а также в чем разница SOHC и DOHC.
Что такое двигатель DOHC и как он работает
Однако одной физической возможности развивать высокие обороты мало. Чем выше обороты, тем большее влияние на наполнение цилиндров оказывает сопротивление впускного тракта, от воздухозаборников до зазоров между открытыми клапанами и их седлами. Поэтому кривая мощности двигателя внутреннего сгорания, поднимаясь до определенной точки, с дальнейшим ростом оборотов снижается: после этой точки потери из-за сопротивления впускного тракта становятся слишком большими.
Но, если с впускным трактом поработать несложно – увеличить диаметр дросселя, каналов в головке блока цилиндров, снизить сопротивление воздушного фильтра, то у клапанного механизма есть строгое конструктивное ограничение. Диаметры тарелок впускного и выпускного клапанов чисто физически не могут быть в сумме больше, чем диаметр цилиндра. Поэтому еще на заре двигателестроения появились тогда еще примитивные многоклапанные схемы: чем больше клапанов в цилиндре, тем больше их суммарная пропускная способность, хотя диаметр отдельного клапана меньше. К тому же и клапана становятся легче, что опять-таки дает плюс к способности мотора раскручиваться до высоких оборотов.
Обычный, одновальный газораспределительный механизм
Ранние многоклапанные схемы использовали еще нижние распредвалы – вместо одиночного коромысла, приводящего в действие «свой» клапан, использовалось вильчатое на два клапана сразу. На мотоциклах эта конструкция из-за ее компактности сохраняла актуальность достаточно долго, и даже сейчас встречается.
Однако наиболее совершенной оказалась конструкция с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр, обеспечивающая минимальные моменты инерции в газораспределительном механизме, легко компонующаяся и эффективная с точки зрения соотношения проходных сечений впуска и выпуска. Газораспределительный механизм DOHC на многоклапанной головке (расшифровка DOHC – Double OverHead Camshaft, два верхних распредвала) стал де-факто стандартом в современном двигателестроении.
Стоит сразу отметить, что сам по себе двигатель DOHC не обязательно подразумевает «16 клапанов» (термин из-за популярности 4-цилиндровых моторов крепко въелся в язык, хотя о многоклапанных моторах логично говорить по числу клапанов на один цилиндр: например, у 16-клапанного V8 их два). Существовали и исключения из этих правил – двухвальные «фиатовские» и «фордовские» моторы с двумя валами, но и двумя клапанами на цилиндр:
Или японские моторы с многоклапанной головкой, но одним распредвалом:
Однако эти моторы считаются инженерной экзотикой, и традиционно под двигателями DOHC подразумеваются двухвальные многоклапанные.
Двигатели SOHC
Силовые установки с одним верхним распределительным валом пережили пик своей популярности еще в 60-х – 70-х годах прошлого века, однако они и в наше время устанавливаются на автомобили эконом-класса.
Существует три схемы, по которым реализуется ГРМ типа SOHC, они отличаются типом привода и расположением клапанов:
— Привод клапанов с помощью коромысел, которые толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены V-образно по обе стороны вала;
— Привод клапанов рычагами, которые, в свою очередь, толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены в ряд;
— Привод клапанов с помощью толкателей, которые расположены непосредственно под распредвалом. Клапаны расположены в ряд.
Схема с коромыслами проста. Коромысла насажены на ось, на которой могут свободно качаться. С одной стороны они упираются в стержни клапанов, с другой — в кулачки распредвала. При вращении вала коромысла толкаются кулачками, и передают эти движения клапанам, открывая их в нужные моменты (закрываются клапаны, как известно, под действием пружины).
Схема с рычагами во многом похожа на схему с коромыслами, однако ось качания рычага находится с одной из его сторон, а другой он нависает над стержнями клапанов. Распределительный вал находится примерно над серединой рычагов, толкая их своими кулачками. Эта схема широко использовалась на отечественных автомобилях, однако сейчас практически вышла из употребления.
Схема с толкателями до гениального проста и очевидна. Распределительный вал расположен непосредственно над клапанами, однако движение от кулачков вала к стержням клапанов передается через специальные толкатели — обычно это короткие цилиндры, которые установлены в промежутке между стержнем и кулачком.
Двигатели DOHC
В сущности, двигатели с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров — это усовершенствованные двигатели SOHC с толкателями. Сегодня выделяют две разновидности моторов DOHC:
— Двигатели с двумя клапанами на цилиндр, впускные и выпускные клапаны расположены в два ряда, каждый из них приводится в движение своим распредвалом;
— Двигатели с четырьмя, шестью и большим количеством клапанов на цилиндр. Клапаны расположены в два ряда, которые приводятся в движение отдельным распределительным валом.
Как видно, основное отличие DOHC от SOHC заключается в том, что здесь впускные и выпускные клапаны открываются с помощью отдельного распределительного вала, расположенного непосредственно над одним рядом клапанов.
Именно двигатели DOHC в настоящее время получили наибольшее распространение, так как они обладают относительно простой конструкцией и большой мощностью при малом весе (то есть, имеют высокую энерговооруженность). Причем одинаково популярны моторы и с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя.
Чем отличается DOHC от SOHC и от других типов двигателя
Строение газораспределительного механизма, пройдя определенный этап своего развития, приобрело еще несколько ключевых отличий. В первую очередь, в двигателях с двумя валами пришлось отказаться от ременной передачи. С одной стороны, это усложнило конструкцию, ведь ремни пришлось заменить цепью или шестернями. Положительный момент здесь — лучшая управляемость и надежность подобного устройства, ведь при обрыве ремня автоматически происходят повреждения клапана и поршня, что влечет за собой проблемы в работе двигателя.
Система газораспределения DOHC считается более надежной и контролируемой, а также помогает оптимально расходовать топливо с большей отдачей. Через отверстия двух клапанов в камеру попадает в полтора раза больше топливно – воздушной смеси, следовательно, увеличивается мощность и производительность двигателя. Это второе главное отличие, хотя пунктов здесь может быть и больше.
Недостатки DOHC
Приведенная информация указывает на совершенство системы газораспределения с двумя валами. Вместе с тем, двигатель DOHC 16 v также не лишен некоторых недостатков, присущих этой системе распределения.
Несмотря на эти нюансы, двигатели DOHC уверенно завоевывают рынок, поэтому можно считать, что именно за подобными системами (или их усовершенствованными модификациями) будет будущее.
В чем разница между двигателями SOHC и DOHC?
Все рубрики
Главным приводом системы газораспределения современных ДВС служит распределительный вал, который может находиться в блоке или в головке блока цилиндров (это наиболее распространенная схема для современных моторов легковых авто). Распределительный вал связан с коленчатым валом двигателя путем шестерен, цепной передачи или ремня. Причем на 2 оборота коленчатого вала приходится 1 оборот распределительного вала. Эксцентриковые кулачки распредвала через коромысла, толкатели, рычаги или штанги связаны с клапанами каждого цилиндра (впускными и выпускными). Это обеспечивает нормальную работу ДВС.
Системы газораспределения SOHC и DOHC
Такие системы газораспределения имеются у моторов с верхним расположением распределительного вала (в головке блока цилиндров). Эти названия происходят от английского сокращения:
Газораспределение с одним распредвалом SOHC
Такой механизм отработан на многих зарубежных и отечественных автомобильных моторах. Он позволяет получать вполне приемлемые характеристики работы двигателя. Распределительный вал располагается над головкой блока цилиндров и накрыт специальной крышкой. К нему имеется очень легкий доступ. С помощью специальных каналов на все трущиеся части распредвала под давлением подается моторное масло. Если в лобовой части у распредвала имеется звездочка, то он соединен цепной передачей с коленчатым валом двигателя. Этот привод закрыт герметичной крышкой и имеет смазку от общей системы. Это надежный, долговечный и проверенный привод. Его недостатки – повышенная материалоемкость и шумность.
Одинарный верхний распредвал с Honda CRX Si 1987 года
Эксцентриковые кулачки распредвала передают возвратно-поступательное движение коромыслам, которые расположены на своих валах и давят на ось впускных или выпускных клапанов, обеспечивая их открытие. Есть образцы двигателей (встречаются реже) с одним распредвалом, коромыслами и двойными клапанами. У некоторых моторов роль коромысел выполняют специальные рычаги. Более современные моторы sohc имеют распредвал, который находится непосредственно над линией клапанов и приводит в движение клапаны через толкатели. Так устроено газораспределение на двигателе ВАЗ 2108, где регулировка теплового зазора клапанов осуществляется подбором «пятаков» – специальных стальных дисков.
При всей своей надежности и простоте конструкции система газораспределения SOHC, имеющая, как правило, всего 2 клапана на цилиндр не обеспечивала достаточной продувки камеры сгорания. Она применяется в моторах ограниченной мощности. Современные требования к повышенью КПД двигателя, уменьшению количества вредных газов и сажи в продуктах сгорания топлива, привели к необходимости увеличения числа клапанов вдвое. Это вызвало появление другой системы газораспределения.
Газораспределение с двумя распредвалами DOHC
Большинство современных легковых автомобилей, выпускаемых в Европе и Японии, имеет систему газораспределения двигателей с двумя распределительными валами. Есть модели двигателей с двумя клапанами на цилиндр. Наиболее распространенные варианты имеют 4 клапана. Это позволяет получать практически идеальные динамические характеристики при движении автомобиля по трассам в режиме 4500-5000 оборотов в минуту. Уменьшается расход топлива и вредные выбросы в атмосферу.
Система DOHC c двумя распредвалами усложнила двигатель только на первый взгляд. На самом деле – это прогрессивное и передовое техническое решение увеличило ресурс работы всех узлов газораспределения. Появилась устойчивая и более экономичная работа мотора при более высоких нагрузках на двигатель. Система DOHC может немного уступать по приемистости на малых оборотах системе газораспределения SOHC, однако повсеместное внедрение изменяемых фаза газораспределения в DOHC, выводит такие двигатели в лидеры.
