На что влияет количество клапанов в двигателе
Сколько клапанов в двигателе лучше: 8 или 16
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.
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.
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.
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.
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.
Какой силовой агрегат лучше выбрать
Если суммировать все перечисленные выше особенности, тогда становится понятно следующее:
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.
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.
8 или 16 клапанов, что лучше? И в чем собственно разница. Подробно + видео
Этот вопрос не часто, но стабильно задают мои читатели и зрителя канала — что же лучше 8 или 16 клапанов в головке блока двигателя? Многие считают, что 8 клапанный вариант это прошлый век и тратить на него свои «кровные», как минимум глупо! А вот 16 это ДА, ДЕЛО! Другие наоборот твердят, что 16 клапанный вариант, дороже, требовательнее в обслуживании, если сломается – «пиши — пропало»! А где же правда, да и собственно в чем разница этих двух агрегатов, сильно ли они отличаются? Предлагаю взвесить все плюсы и минусы, так будет и видео версия …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Знаете в интернете действительно много баталий на эту нескончаемую тему, но как я считаю каждый здесь прав по-своему. Ведь одни ждут надежность и не прихотливость, а другие большую мощность и плавность работы. Задачи разные, да и двигатели отличаются, однако давайте подробнее.
Про техническую составляющую
Технически двигатель на 8 и 16 клапанов отличаются достаточно сильно. Хотя все различие хранятся в верхней части (головка блока двигателя), где установлен/установлены распределительные валы автомобиля (распред.вал). По сути, в этом и кроется основная конструктивная особенность, но что я хочу заметить — практически из каждого двигателя можно сделать как 8 так и 16 клапанный вариант. Например, на наших ВАЗ, моторы очень похожи, и гипотетически на один и тот же блок, можно посадить различную головку блока, с одним или двумя распределительными валами.
8 клапанный вариант
Как становится понятно, у 8 клапанного варианта один распределительный вал, который контролирует систему впрыска топлива и отвода отработанных газов.
Технически это реализовано так – в каждом цилиндре, сверху, находится два клапана, один на впрыск топлива (открывается, когда топливо подается в цилиндр), другой выпуск отработанных газов (открывается, когда топливо сгорело и нужно выпустить отработанные газы). Открытие клапанов регулирует распределительный вал, он имеет конусные металлические части в своем строении, когда вал вращается, он надавливаем ими на клапана, тем самым открывает либо один клапан (впуск топливной смеси), либо другой (выпуск отработанных газов).
Таким образом, на каждый цилиндр мы имеем по два клапана, а как мы знаем обычно в двигателе 4 – ре цилиндра, поэтому получается 4 Х 2 = 8, нет конечно есть шести и восьми цилиндровые типы. Там формула будет 6 Х 2 = 12 или 8 Х 2 = 16, но такие двигатели сейчас редкость. Как видите ничего сложного.
Плюсы
1) «Чем проще, тем лучше» — звучит народная пословица. Это применимо и к 8 клапанному двигателю, конструкция уже проверенная временем, имеет всего один распред.вал, по два клапана на цилиндр. Механических частей мало, а соответственно ремонт и обслуживание такого намного дешевле.
2) Также у такого строения, практически никогда нет гидрокомпенсаторов, что еще более упрощает его конструкцию. Здесь есть механические толкатели, это и хорошо и плохо. Хорошо – этот механизм намного проще, соответственно его заменить или починить также легко и дешево. Кстати зачастую на такие типы устанавливают безвтыкавые поршни.
3) Не очень требователен к маслу в него можно заливать, полусинтетические масла.
4) Нетребователен к качеству топлива (конечно в рамках разумного), можно смело лить 92 бензин и не бояться.
5) Размер. Верхняя часть намного меньше, ведь вал всего один. Легче долезть до навесных деталей, генератора, стартера и прочего
Минусы
1) Первым минусом можно отметить малую мощность. Иногда доходит до 15 – 20%, а с двигателя в 100 л.с. (это 15 – 20 «лошадей»). Клапана всего два, а соответственно впуск и выпуск топлива происходит медленнее, то есть достигнуть высоких оборотов, как у оппонента не получится.
2) Расход топлива, немного увеличен, все же опять от медленного цикла впуска и выпуска отработанных газов. Двигателю нужно сильнее проталкивать отработанные газы через один клапан.
3) Еще одним минусом является шумность, особенно это проявляется на скорости. Механические толкатели постоянно нужно регулировать, на них со временем появляется выработка, появляются зазоры – от этого падает эффективность работы и проявляется шум! Вот вам отрицательный эффект механических толкателей.
4) Нужно чаще регулировать зазоры клапанов, для лучшей работы двигателя. Чтобы банально не было перерасхода.
Если подвести итог по этому типу, то получается: — надежный, неприхотливый, простой, можно лить не такое дорогое топливо и масло (простой и надежный как автомат «Калашникова»). НО не такой мощный и оборотистый, а также зачастую очень шумный.
16 клапанный вариант
Технически этот тип, несет в себе более сложную конструкцию. В одной головке блока сочетаются два распределительный вала, разведенные по разным сторонам, соответственно количество клапанов возрастает на два.
То есть тут уже четыре клапана на цилиндр, два на впуск топлива и два на выпуск отработанных газов. Что это нам дает?
Во-первых, мощность и не плохую, мотор больше получает воздушно-топливной смеси и быстрее ее отводит, соответственно КПД двигателя возрастает, смело можно прибавить 15 – 20 л.с. (возможно и больше все зависит от объема).
Во-вторых, на многих «16 клапанниках» используется гидрокомпенсаторы, они дают отличный прижим клапана к валу, соответственно меньше шума (лучше плавность работы), экономия топлива и прибавка к мощности.
Также что сейчас немаловажно, эти варианты более экологичные, из-за более точной работы ГРМ.
Минусов здесь тоже хватает, само строение намного сложнее и дороже, требовательно к качеству жидкостей. Давайте разберем по пунктам:
Плюсы
1) Двигатель намного мощнее, соответственно и разгонная динамика, и максимальная скорость выше.
2) Расход топлива уменьшен, во-первых из-за конструкции, во-вторых из-за того что автомобиль быстрее разгоняется, не нужно долго крутить на высоких оборотах.
3) Намного тише, чем 8 клапанный, из-за строения, а также из-за применения в конструкции гидрокомпенсаторов.
4) Регулировка клапанов не требуется, тут все автоматически регулируют гидрокомпенсаторы.
Минусы
1) Практически у всех 16 клапанных автомобилей есть в строении гидрокомпенсаторы. Для того чтобы они нормально функционировали, нужно хорошее моторное масло, желательно синтетику. А синтетика стоит очень не дешево.
2) Топливо. Желательно лить более чистые высокооктановые составы, не менее 95.
3) Конструкция намного сложнее, а соответственно и обслуживание и ремонт будут стоять дороже.
4) Ремонт. Если что-то сломается, то стоимость ремонта примерно в два раза выше, чем на 8 клапанном собрате.
5) Размеры. Головка блока больше и шире, не так удобно обслуживать и ремонтировать. ДА еще часто одевают пластиковую декоративную крышку с брендом (по сути, дань моде).
Все плюсы и минусы двигателей я перечислил. Если нужен не убиваемый агрегат, не прихотливый к топливу и маслу, мощность не важна, а на звук двигателя все равно – то конечно 8 клапанов. Если любите погонять, драйв ваше второе я, любите тишину, но готовы платить за масло и более дорогое топливо – то 16 клапанов!
А если честно, то скоро «8 клапанные» моторы умрут как вид, ведь они не такие экологичные и уже в жесткие рамки какого-нибудь ЕВРО 6 – ЕВРО 7 (будущего) они могут и не пройти!
Сейчас видео версия статьи
На этом свою статью, закончу, думаю, стало немного, понятно про двигатели и их отличия. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
(87 голосов, средний: 4,46 из 5)
Похожие новости
Сколько клапанов в двигателе? Разберем редкие случаи
Турбированный или атмосферный двигатель. Что лучше и надежнее, т.
Разборка ABW.BY. Раз, два, три, четыре, пять – вышел клапан погулять
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.
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?
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.
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.