Двигатели с помехами и без помех

Поршневой двигатель считается имеющим интерференционную конструкцию, если нормальные области хода клапанов и хода поршня пересекаются.

В таких двигателях столкновение (и повреждение) может произойти, если какой-либо из клапанов полностью открыт, а соответствующий ему поршень находится в верхней точке хода (в верхней мёртвой точке), поскольку они занимают одно и то же физическое пространство.

Напротив, области движения клапанов и поршней без помех в двигателе физически отделены друг от друга, что делает столкновение клапанов с поршнями невозможным.

Важность газораспределения

Этот замечательный пост на Reddit предлагает объяснение для неспециалистов с помощью анимированного GIF-изображения ниже:

Чувак слева — это поршень, чувак справа — клапаны. Если чувак справа не будет успевать за чуваком слева, его ждёт очень плохое время.

Правильная регулировка фаз газораспределения важна для работы любого четырёхтактного двигателя, но в двигателях с перекрытием клапанов она абсолютно необходима для предотвращения столкновения клапанов и поршней.

Ремень/цепь ГРМ двигателя обеспечивают синхронизацию между коленчатым и распределительным валами, поэтому обрыв ремня/цепи ГРМ может привести к серьёзным поломкам в двигателе с гидрокомпенсаторами.

Так зачем же заморачиваться с интерференционными двигателями? Разве это не рискованно?

Я могу назвать как минимум две веские причины:

• Более высокая степень сжатия = больше мощности!

  
  
  

  Благодаря тому, что клапаны и поршень перемещаются в одном и том же физическом пространстве, цилиндр может сильнее сжимать газы, что приводит к увеличению полезной работы при любом заданном количестве воздуха и топлива.




• Улучшенная объемная эффективность

  
  
  

  Использование интерференционной конструкции позволяет увеличить ход клапана, что повышает объёмный КПД:

  
  
  

  
  

  Для улучшенного газообмена требуются большие клапаны, которые открываются глубоко в камере сгорания, а высокая степень сжатия означает, что камера сгорания меньше, чем обычно. Это означает, что клапаны могут заходить в зону, охватываемую поршнем, и в этом месте может возникать помеха.

  
  




• Ремни/цепи ГРМ не относятся к «обычным» расходным материалам

  
  
  

  Другими словами, риск, связанный с выходом из строя качественного ремня ГРМ, считается достаточно низким, чтобы производители двигателей могли считать его «риском, на который стоит пойти».

  
  
  

  Хорошо спроектированная цепь ГРМ обычно служит весь срок службы двигателя. Ремни ГРМ служат не менее 60 000 миль (рекомендуемые интервалы замены зависят от двигателя и производителя). Кевларовые ремни ГРМ могут прослужить 100 000 миль.