Преимущества и недостатки OHV и OHC

Одним из преимуществ системы OHC является то, что клапаны могут работать намного быстрее, а значит, можно достичь более высоких оборотов в минуту.

Подумайте о Harley, максимальная частота вращения которого составляет 5000 об/мин, в сравнении с V-образным двухцилиндровым двигателем Ducati, который вращается со скоростью более 10 000 об/мин.

Оба двигателя являются V-образными, но ограничивающим фактором является скорость открытия и закрытия клапанов.

Кстати, я думаю, что у гоночных Harley максимальная частота вращения может быть немного выше, может быть, 7500 или около того.

OHC против OHC — плюсы и минусы

Верхние клапаны и один верхний распределительный вал могут давать очень похожие результаты. Если добавить два верхних распределительных вала, то сравнение выйдет на новый уровень.

Вот отличная статья о разнице между DOHC и OHC.

• В чём разница между DOHC и SOHC?

Обратите внимание, что OHC имеет коромысла, а DOHC - кулачок, действующий непосредственно на "ковш". Коромысло OHC увеличивает вес к общей массе, совершающей возвратно-поступательное движение, в то время как DOHC очень простое и имеет очень небольшой вес. В целом, достижение более высоких оборотов напрямую связано с массой, совершающей возвратно-поступательное движение, чтобы предотвратить поплавкование клапана.

Это отличный пост, посвящённый различным конструкциям клапанов и толкателей, который содержит полезную базовую информацию.

• Какие существуют виды толкателей/лифтов и в чём преимущества и недостатки каждого из них

А также этот пост.

• Что такое тапеты?

И последнее, что касается двигателя Chevy OHC и причин, по которым он так хорош.

• Почему GM по-прежнему настаивает на использовании двигателей с толкателями?

Плюсы и минусы OHV

• OHV Con — для поддержания более высоких оборотов необходимо облегчить клапанный механизм от распределительного вала в картере до толкателей, чтобы повысить эффективность на высоких оборотах.




• OHV Con — больше движущихся частей = больше точек отказа.




• OHV Pro — более простая конструкция




• OHV Pro — распределение веса и более низкий центр тяжести. Поскольку распределительный вал находится в картере и многие компоненты удерживают его на месте, OHV обычно имеет более низкий центр тяжести

Плюсы и минусы OHC

• OHC Con — больший возвратно-поступательный вес, чем у DOHC




• OHC Con — более высокий двигатель, в котором требуется больше места для размещения распределительного вала и клапанного механизма.




• OHC Con — более высокий центр тяжести. Более высокие головки цилиндров увеличивают вес двигателя, что влияет на общий центр тяжести автомобиля.




• OHC Con — повышенные производственные затраты из-за более сложной конструкции головки блока цилиндров.




• OHC Pro — меньше движущихся частей




• OHC Pro — меньший возвратно-поступательный вес




• OHC PRO — более высокие обороты благодаря меньшему возвратно-поступательному весу клапанного механизма.

Двигатели OHC, как правило, способны развивать более высокие обороты, в основном из-за значительно меньшего веса клапанного механизма, что значительно улучшает управление клапанами и повышает потенциальную частоту вращения до появления поплавка. Двигатели OHV имеют толкатели и относительно тяжелые коромысла, в отличие от OHC, которые устраняют это. Инерция клапана ниже, и, следовательно, управлять им становится проще. Это означает, что небольшое давление пружины может быть использовано для заданного подъема и продолжительности до того, как возникнет поплавок.

Конечно, дело не только в этом. Несколько других сравнений между этими двумя типами показывают следующее:

1. При установке DOHC у вас есть 4 (иногда 5) клапана, что повышает эффективность в трех случаях: общий объем двух отверстий меньшего размера больше, чем одного большого; отверстия меньшего размера имеют большую скорость воздушного потока и могут более эффективно заполнять цилиндр, возвращаясь к весу клапанного механизма; два маленьких клапана легче, и для них снова требуются более легкие пружины и фурнитура.


2. Двигатели OHV могут иметь длинные и плохо расположенные толкатели, что может вызвать проблемы с управлением клапанами и даже катастрофический отказ на высоких оборотах, если их не устранить. В двигателях OHC распределительный вал приводится в действие непосредственно толкателями, которые прикреплены непосредственно к клапану, что исключает потерю энергии из-за изгиба толкателя или несоосности.


3. В частности, двигатель DOHC может иметь меньшую максимальную подъемную силу на клапан, чем двигатель OHV, но при этом иметь большую общую подъемную силу, поскольку у вас 2 или более клапанов (например, 5 мм x 2). опять же, это означает более легкую пружину клапана, которую не нужно сжимать так сильно, как одиночную пружину. Кроме того, у вас больше воздушного потока в течение заданного времени, поскольку у вас одновременно работают два отверстия. Поскольку у вас два отдельных распределительных вала, возможно истинное изменение фаз газораспределения. В зависимости от производителя вы можете управлять открытием и закрытием впускного и выпускного клапанов, а также углом раскрытия лопастей и другими параметрами.

Всё вышесказанное не означает, что DOHC/SOHC всегда лучше, чем OHV. Если вы посмотрите на современный двигатель Nascar или Pro Stock с верхним расположением клапанов, то увидите, что он развивает 10 000–12 000 оборотов в минуту, в то время как некоторые современные двигатели DOHC/SOHC для серийных автомобилей едва набирают 5000 оборотов в минуту. Как и во всём остальном, всё зависит от области применения, используемых деталей, стоимости производства и т. д.

Однако, как правило, дешевле производить высокооборотистый двигатель OHC в отличие от OHV, поскольку вам не нужны специальные конические / толстостенные толкатели, специальные коромысла, клапаны и пружины из экзотических материалов, чтобы справляться с экстремальными давлениями пружин клапанов и инерцией клапанов - если вы пойдете по экзотическому маршруту на двигателях OHC, вы получите гоночные двигатели со скоростью 14 000 оборотов в минуту и даже двигатели Формулы-1 со скоростью 20 000 оборотов в минуту.

В конечном счёте двигатель не будет работать быстрее только потому, что тип клапанов меняется с верхнего расположения на нижнее. Для корректного сравнения необходимо учитывать все факторы.