Wielozaworowy - Multi-valve

Głowicy z czterech zaworów silnika.
( silnik Nissana VQ )

W motoryzacji wielozawór lub wielozawór silnik jest jednym gdzie każdy cylinder ma więcej niż dwa zawory . Silnik wielozaworowy lepiej oddycha i może pracować przy wyższych obrotach na minutę (RPM) niż silnik dwuzaworowy, dostarczając większą moc .

Uzasadnienie wielozaworowe

Konstrukcja silnika wielozaworowego

Konstrukcja silnika wielozaworowego ma trzy, cztery lub pięć zaworów na cylinder w celu uzyskania lepszych osiągów. Każdy czterosuwowy silnik spalinowy potrzebuje co najmniej dwóch zaworów na cylinder: jednego do pobierania powietrza (i często paliwa), a drugiego do odprowadzania spalin. Dodanie większej liczby zaworów zwiększa powierzchnię zaworów i poprawia przepływ gazów dolotowych i wydechowych, zwiększając w ten sposób spalanie , sprawność objętościową i moc wyjściową . Geometria wielozaworowa umożliwia idealne umieszczenie świecy zapłonowej w komorze spalania, co zapewnia optymalne rozprzestrzenianie się płomienia. Silniki wielozaworowe mają zwykle mniejsze zawory, które mają niższą masę posuwisto-zwrotną , co może zmniejszyć zużycie każdego krzywki i umożliwić większą moc przy wyższych obrotach bez niebezpieczeństwa odbicia zaworu . Niektóre silniki są zaprojektowane tak, aby otwierać każdy zawór dolotowy w nieco innym czasie, co zwiększa turbulencje, poprawiając mieszanie powietrza i paliwa przy niskich prędkościach obrotowych silnika. Więcej zaworów zapewnia również dodatkowe chłodzenie głowicy cylindrów. Wadami silników wielozaworowych są wzrost kosztów produkcji i potencjalny wzrost zużycia oleju ze względu na większą liczbę uszczelnień trzonków zaworów. Niektóre wielozaworowe silniki SOHC (takie jak Mazda B8-ME ) wykorzystują pojedynczy wahacz w kształcie widelca do napędzania dwóch zaworów (zwykle zaworów wydechowych), dzięki czemu potrzeba mniej krzywek w celu obniżenia kosztów produkcji.

  • Trójzaworowa głowica cylindra

Ma jeden duży zawór wydechowy i dwa mniejsze zawory wlotowe. Układ trójzaworowy umożliwia lepsze oddychanie niż głowica dwuzaworowa, ale duży zawór wydechowy skutkuje ograniczeniem obrotów nie wyższym niż głowica dwuzaworowa. Koszt produkcji tego projektu może być niższy niż w przypadku konstrukcji czterozaworowej. Konstrukcja trójzaworowa była powszechna pod koniec lat 80. i na początku lat 90.; a od 2004 r. główny układ zaworów stosowany w samochodach ciężarowych Ford F-Series i SUV-ach Forda. Ducati ST3 V-twin miał głowy 3-zaworowe.

  • Czterozaworowa głowica cylindra

Jest to najczęstszy typ głowicy wielozaworowej, z dwoma zaworami wydechowymi i dwoma podobnymi (lub nieco większymi) zaworami wlotowymi. Ta konstrukcja umożliwia podobne oddychanie w porównaniu z głowicą trzyzaworową, a ponieważ małe zawory wydechowe umożliwiają wysokie obroty, ta konstrukcja jest bardzo odpowiednia dla dużej mocy wyjściowej.

  • Pięciozaworowa głowica cylindra

Mniej powszechna jest głowica pięciozaworowa, z dwoma zaworami wydechowymi i trzema zaworami wlotowymi. Wszystkie pięć zaworów ma podobny rozmiar. Taka konstrukcja umożliwia doskonałe oddychanie, a ponieważ każdy zawór jest mały, teoretycznie dostępne są wysokie obroty i bardzo duża moc wyjściowa. Chociaż w porównaniu z silnikiem czterozaworowym, konstrukcja pięciozaworowa powinna mieć wyższe maksymalne obroty na minutę, a trzy porty wlotowe powinny zapewniać wydajne napełnianie cylindrów i wysokie turbulencje gazu (obie pożądane cechy), kwestionowano -konfiguracja zaworu zapewnia ekonomiczną korzyść w porównaniu z konstrukcjami czterozaworowymi. Wzrost bezpośredniego wtrysku może również utrudnić zaprojektowanie głowic pięciozaworowych, ponieważ wtryskiwacz musi zajmować trochę miejsca na głowicy. Po kilku latach produkcji pięciozaworowych silników Genesis , Yamaha powróciła do tańszej czterozaworowej konstrukcji, przykładami pięciozaworowych silników są różne silniki 1.8L 20vT produkowane przez AUDI AG, późniejsze wersje Ferrari Dino V8 i bardzo rzadki silnik 1.6L 4A-GE Toyoty.

  • Powyżej pięciu zaworów

W przypadku zaworów z otworem cylindrycznym i zaworów o równej powierzchni, zwiększenie liczby zaworów powyżej pięciu zmniejsza całkowitą powierzchnię zaworu. Poniższa tabela przedstawia efektywne obszary różnych wielkości zaworów w stosunku do średnicy cylindra. Te wartości procentowe są oparte na prostej geometrii i nie uwzględniają otworów dla świec zapłonowych lub wtryskiwaczy, ale te puste przestrzenie będą zwykle znajdować się w „martwej przestrzeni” niedostępnej dla zaworów. Ponadto w praktyce zawory dolotowe są często większe niż zawory wydechowe w głowicach o parzystej liczbie zaworów na cylinder:

  • 2 = 50%
  • 3 = 64%
  • 4 = 68%
  • 5 = 68%
  • 6 = 66%
  • 7 = 64%
  • 8 = 61%

Alternatywne technologie

Przekrój modelu układu zmiennych faz rozrządu Subaru i-AVLS w silniku bokserskim SOHC z 4 zaworami na cylinder EJ25 na Tokyo Motor Show 2007.

Turbodoładowanie i doładowanie to technologie, które również poprawiają oddychanie silnika i mogą być stosowane zamiast lub w połączeniu z silnikami wielozaworowymi. To samo dotyczy zmiennych faz rozrządu i kolektorów dolotowych o zmiennej długości . Zawory obrotowe zapewniają również lepsze oddychanie silnika i wysokie obroty, ale nigdy nie były one bardzo udane. Porting głowicy cylindrów , w ramach tuningu silnika , służy również do poprawy osiągów silnika.

Samochody osobowe i ciężarowe

Przed 1914

Isotta-Fraschini Tipo KM z 1910 roku miała silnik rzędowy 4 o pojemności 10,6 litra z pojedynczym wałkiem rozrządu i czterema zaworami na cylinder oraz jeden z pierwszych silników z całkowicie zamkniętą przekładnią górnozaworową (źródło: Isotta Fraschini Tipo KM [1] i [2] )

Pierwszym samochodem na świecie z silnikiem z dwoma górnymi wałkami rozrządu i czterema zaworami na cylinder był samochód wyścigowy Peugeot L76 Grand Prix z 1912 roku, zaprojektowany przez Ernesta Henry'ego . Jego 7,6-litrowy monoblokowy rzędowy 4 z nowoczesnymi półkulistymi komorami spalania wytwarzał 148 KM (110 kW) (19,5 KM/litr (0,32 KM na cal sześcienny)). W kwietniu 1913 roku na torze wyścigowym Brooklands w Anglii specjalnie zbudowany L76 o nazwie „la Torpille” (torpeda) pobił światowy rekord prędkości 170 km/h. Robert Peugeot zlecił także młodemu Ettore Bugatti opracowanie samochodu wyścigowego GP na Grand Prix 1912 roku. Ten napędzany łańcuchem Bugatti Type 18 miał 5-litrowy rzędowy silnik 4 z SOHC i trzema zaworami na cylinder (dwa wlotowe, jeden wydechowy). Wyprodukował około. 100 KM (75 kW; 101 KM) przy 2800 obr./min (0,30 KM na cal sześcienny) i może osiągnąć 99 mph (159 km/h). Trójzaworowa głowica była później używana w niektórych z najsłynniejszych samochodów Bugatti, w tym w wyścigówce Typ 29 Grand Prix z 1922 r. i legendarnym Typ 35 z 1924 r. Zarówno Typ 29, jak i Typ 35 miały 2-litrowy silnik o mocy 100 KM (75 kW). SOHC 24-zaworowy NA prosty-8 wytwarzający 0,82 KM (0,61 kW) na cal sześcienny.

W latach 1914-1945

ALFA 40/60 GP była w pełni sprawnym, wczesnym prototypem samochodu wyścigowego, wyprodukowanym przez firmę obecnie nazywaną Alfa Romeo . Tylko jeden egzemplarz został zbudowany w 1914 roku, który został później zmodyfikowany w 1921 roku. Ten projekt Giuseppe Merosi był pierwszym silnikiem Alfa Romeo DOHC . Miał cztery zawory na cylinder, kąt zaworowy 90 stopni i dwuiskrowy zapłon. Silnik GP miał pojemność 4,5 litra (4490 cm3) i wytwarzał 88 KM (66 kW) przy 2950 obr./min (14,7 kW/litr), a po modyfikacjach w 1921 r. 102 KM (76 kW) przy 3000 obr./min. Maksymalna prędkość tego samochodu wynosiła 88-93 mph (140-149 km/h). Dopiero w latach dwudziestych te silniki DOHC pojawiły się w samochodach drogowych Alfa, takich jak Alfa Romeo 6C .

W 1916 roku amerykański magazyn motoryzacyjny Automobile Topics opisał czterocylindrowy silnik samochodowy z czterema zaworami na cylinder wyprodukowany przez Linthwaite-Hussey Motor Co. z Los Angeles, Kalifornia, USA: „Firma oferuje dwa modele szybkoobrotowego silnika z podwójnym wloty i wydechy." .

Wczesne silniki wielozaworowe w konfiguracji z głowicą T to 1917 Stutz Straight-4, White Motor Car Model GL 309 CID Dual Valve Mononblock Four i 1919 Pierce-Arrow straight-6. Standardowe silniki z płaską głowicą w tamtych czasach nie były zbyt wydajne, a projektanci starali się poprawić osiągi silnika za pomocą wielu zaworów. Firma Stutz Motor Company zastosowała zmodyfikowaną głowicę T z 16 zaworami, dwuiskrowym zapłonem i aluminiowymi tłokami, aby wyprodukować 80 KM (59 kW) przy 2400 obr./min z silnika o pojemności 360,8 cid (5,8 litra) prostego 4 (0,22 KM na cal sześcienny). ). Zbudowano ponad 2300 takich potężnych wczesnych silników wielozaworowych. Stutz używał ich nie tylko w swoim słynnym samochodzie sportowym Bearcat, ale także w swoich standardowych samochodach turystycznych. Monoblokowy silnik White Motor Car osiągnął moc 72 koni mechanicznych i zbudowano mniej niż 150 koni mechanicznych, znane są tylko trzy. W 1919 firma Pierce-Arrow wprowadziła na rynek swój 524,8 cid (8,6-litrowy) prosty 6 z 24 zaworami. Silnik wytwarzał 48,6 KM (0,09 KM na cal sześcienny) i pracował bardzo cicho, co było atutem ówczesnych przemytników .

Silniki wielozaworowe nadal były popularne w silnikach wyścigowych i sportowych. Robert M. Roof, główny inżynier Laurel Motors, zaprojektował swoje wielozaworowe napowietrzne dachy wyścigowe na początku XX wieku. 16-zaworowe głowice typu A odniosły sukces w okresie nastoletnim, typ B był oferowany w 1918 roku, a 16-zaworowy typ C w 1923 roku. Frank Lockhart prowadził samochód z górnym napędem rozrządu typu C, aby zwyciężyć w Indianie w 1926 roku.

Bugatti opracował również 1,5-litrowy OHV prosty 4 z czterema zaworami na cylinder już w 1914 roku, ale nie używał tego silnika dopiero po I wojnie światowej . Wyprodukował około. 30 KM (22,4 kW) przy 2700 obr./min (15,4 kW/litr lub 0,34 KM/cid). W 1920 roku podczas Grand Prix Voiturettes w Le Mans kierowca Ernest Friderich zajął pierwsze miejsce w Bugatti Type 13 z 16-zaworowym silnikiem, osiągając średnią 91,96 km/h. Jeszcze większy sukces odniósł Bugattis, zajmując pierwsze cztery miejsca w Brescii w 1921 roku. Na cześć tego pamiętnego zwycięstwa wszystkie 16-zaworowe Bugattis nazwano Brescią . W latach 1920-1926 zbudowano około 2000.

Peugeot miał w 1921 roku samochód Grand Prix z trzema górnymi krzywkami i pięciozaworami.

Bentley od początku używał silników wielozaworowych. Bentley 3 litrów , wprowadzona w roku 1921, używane monoblok prostym 4 z tłoków z aluminium, klinowego komór spalania , bliźniaczy zapłonu iskrowego, SOHC i cztery zawory na cylinder. Wyprodukował około. 70 KM (0,38 KM na cal sześcienny). Bentley 4,5 litra z 1927 r. miał podobną konstrukcję silnika. Model wyścigowy NA oferował 130 KM (0,48 KM na cal sześcienny), a doładowany 4½ litra (Blower Bentley) z 1929 r. osiągał 240 KM (0,89 KM na cal sześcienny). Bentley 6½ litra z 1926 roku dodał dwa cylindry do monobloku Straight-4. Ten wielozaworowy prosty 6 oferował 180-200 KM (0,45-0,50 KM na cal sześcienny). Wielozaworowy 8-litrowy Bentley z 1930 r., prosty-6, wyprodukowany w przybliżeniu. 220 KM (0,45 KM na cal sześcienny).

W 1931 roku firma Stutz Motor Company wprowadziła 32-zaworowy, prosty 8 wałek rozrządu o pojemności 322 cid (5,3 litra) o mocy 156 KM (116 kW) przy 3900 obr./min, zwany DV-32. Silnik oferował 0,48 KM na cal sześcienny. Zbudowano około 100 takich wielozaworowych silników. Stutz wykorzystał je również w swoim topowym samochodzie sportowym, DV-32 Super Bearcat, który mógł osiągnąć 100 mph (160 km/h).

Silnik Duesenberg SJ Mormon Meteor z 1935 r. miał 419,6 cid (6,9 litra) prosty 8 z DOHC, 4 zaworami na cylinder i doładowaniem. Osiągał 400 KM (298,3 kW) przy 5000 obr./min i 0,95 KM na cal sześcienny.

W samochodzie wyścigowym Mercedes-Benz W125 z 1937 r. zastosowano doładowany 5,7-litrowy rzędowy 8 z DOHC i czterema zaworami na cylinder. Silnik wytwarzał 592-646 KM (441,5-475 kW) przy 5800 obr./min i osiągał 1,71-1,87 KM na cal sześcienny (77,8-85,1 kW/litr). Maksymalna prędkość W125 wynosiła ok. 200 mph (322 km/h).

Po 1945 r.

Komora spalania 3,5-litrowego turbodoładowanego silnika benzynowego V6 Ford Ecoboost z 2009 roku (77,8 kW/litr) z dwoma zaworami dolotowymi (po prawej), dwoma zaworami wydechowymi (po lewej), centralnie umieszczoną świecą zapłonową i bezpośrednim wtryskiem paliwa (po prawej).

1967 Cosworth DFV F1 silnik, NA 3.0-litrowy V8 produkujący ok. 400 KM (298 kW; 406 PS) przy 9000 obrotach na minutę (101,9 kW / litr), wyposażony w cztery zawory na cylinder. Przez wiele lat był dominującym silnikiem w Formule 1, a także był używany w innych kategoriach, m.in. CART , Formuła 3000 i Wyścigi samochodów sportowych .

Debiutując na Grand Prix Japonii 1968 w oryginalnej wersji 3,0-litrowej 300 PS (221 kW; 296 KM), silnik Toyota 7 brał udział w wyścigach wytrzymałościowych jako 5,0-litrowy (4968 cm3) V8 bez turbodoładowania z DOHC i 32-zaworami . Wytwarza 600 PS (441 kW; 592 KM) przy 8000 obrotach na minutę (88,8 kW / litr) i 55,0 kg⋅m (539 N⋅m; 398 lb⋅ft) przy 6400 obrotach na minutę.

Toczy się wiele dyskusji na temat tego, który samochód był pierwszym „produkowanym masowo” silnikiem z czterema zaworami na cylinder. W przypadku silników sześciocylindrowych i biorąc pod uwagę specjalne wersje masowo produkowanych samochodów, pierwszym wydaje się być Nissan Skyline z 1969 roku , wykorzystujący sześciocylindrowy czterozaworowy silnik Nissan S20 DOHC. Silnik ten był również montowany w wyścigowej edycji Nissana Fairlady Z432. W przypadku silnika czterocylindrowego pierwszym masowo produkowanym samochodem wykorzystującym silnik z czterema zaworami na cylinder był brytyjski Jensen Healey w 1972 roku, który wykorzystywał napędzany paskiem Lotus 907 DOHC 16-zaworowy 2-litrowy rzędowy 4 o mocy 140 KM (54,6 kW). /litr, 1,20 KM/cid). Wszystkie te, choć produkowane masowo, mają również stosunkowo ograniczoną produkcję. Pierwszym powszechnie dostępnym i popularnym samochodem produkowanym masowo z silnikiem czterozaworowym na cylinder był 1973 Triumph Dolomite Sprint . Ten Triumph wykorzystywał opracowany przez nas 16-zaworowy silnik SOHC o pojemności 1998 cm3 (122 ci) o rzędowym układzie 4, który w momencie wprowadzenia wytwarzał 127 KM (47,6 kW/litr, 1,10 KM/cyd).

Chevrolet Cosworth Vega z 1975 roku był wyposażony w wielozaworową głowicę DOHC zaprojektowaną przez Cosworth Engineering w Wielkiej Brytanii. Ta 122-calowa sześcienna prosta-4 wytwarzała 110 KM (82 kW; 112 PS) przy 5600 obrotach na minutę (0,90 KM / cid; 41,0 kW / litr) i 107 lb⋅ft (145 N⋅m) przy 4800 obrotach na minutę.

1976 Fiat 131 Abarth (51,6 kW/litr), 1976 Lotus Esprit z silnikiem Lotus 907 (54,6 kW/litr, 1,20 KM/cid) i 1978 BMW M1 z silnikiem BMW M88 (58,7 kW/litr, 1,29 KM/cid) wszystkie używane cztery zawory na cylinder. Silnik BMW M88/3 był używany w BMW M6 35CSi z 1983 roku oraz w BMW M5 z 1985 roku .

Samochód wyścigowy Porsche 935/78 z 1978 r. korzystał z 3,2 litra flat-6 z podwójnym turbodoładowaniem (845 KM/630 kW przy 8200 obr./min; 784 Nm/578 ft.lbs przy 6600 obr./min). Silnik chłodzony wodą posiadał cztery zawory na cylinder i moc 196,2 kW/litr. Porsche musiało zrezygnować z tradycyjnego chłodzenia powietrzem, ponieważ wielozaworowy DOHC utrudniał chłodzenie powietrzem świec zapłonowych. Zbudowano tylko dwa samochody.

Ferrari opracowało swoje silniki Quattrovalvole (lub QV) w latach 80-tych. Cztery zawory na cylinder dodano do 1982 308 i Mondial Quattrovalvole , przynosząc moc kopię zapasową do pre- FI Maks 245 KM (183 kW). Bardzo nietypowy Dino Quattrovalvole został użyty w Lancia Thema 8.32 z 1986 roku . Opierał się na silniku 308 QV, ale wykorzystywał dzielony wał korbowy zamiast płaskiej płaszczyzny typu Ferrari. Silnik został skonstruowany przez Ducati niż Ferrari, i był produkowany od 1986 roku przez 1991. Quattrovalvole był również wykorzystywany przez Lancia ich próba na mistrzostwa świata samochodów sportowych z LC2 . Silnik był podwójnie turbodoładowany i zniszczony do 2,65 litra, ale w wersji kwalifikacyjnej wytwarzał 720 KM (537 kW). Silnik został później zwiększony do 3,0 litra i zwiększona moc do 828 KM (617 kW). Ferrari Testarossa z 1984 r. miało 4,9-litrowy płaski 12 z czterema zaworami na cylinder. W latach 1984-1991 wyprodukowano prawie 7200 Testarossy.

W 1985 Lamborghini wypuściło Countach Quattrovalvole , wytwarzając 455 PS (335 kW; 449 KM) z 5,2-litrowego (5167 cm3) silnika Lamborghini V12 (64,8 kW / litr).

W Mercedes-Benz 190E 2.3-16 z silnikiem 16-zaworowym zadebiutował na Frankfurt Auto Show we wrześniu 1983 roku po to ustanowił rekord świata w Nardo, Włochy, nagrywanie łączną średnią prędkość 154.06 mph (247,94 km / h) na 50000 km (31.000 mil) test wytrzymałościowy. Silnik był oparty na 2,3-litrowej 8-zaworowej jednostce o mocy 136 KM (101 kW), która była już montowana w seriach 190 i E. Firma Cosworth opracowała odlewaną głowicę cylindrów ze stopów lekkich DOHC z czterema dużymi zaworami na cylinder. W wersji drogowej 190 E 2.3-16 wytwarzał 49 KM (36 kW) i 41 ft•lbf (55 N•m) momentu obrotowego więcej niż podstawowy silnik z pojedynczym górnym krzywką 2.3, prosty 4, na którym był oparty, o mocy 185 KM (138 kW) przy 6200 obrotach na minutę (59,2 kW / litr) i 174 lb⋅ft (236 N⋅m) przy 4500 obrotach na minutę. W 1988 roku powiększony silnik 2,5 litra zastąpił silnik 2,3 litra. Oferował podwójne łańcuchy rozrządu zaworowe do mocowania łatwo pękających pojedynczych łańcuchów we wczesnych silnikach 2.3 i zwiększał moc szczytową o 17 KM (12,5 kW) przy niewielkim wzroście momentu obrotowego. Na potrzeby homologacji wyprodukowano modele Evolution I (1989) i Evolution II (1990), które miały przeprojektowany silnik, aby umożliwić wyższy limit obrotów i lepsze możliwości uzyskiwania mocy z najwyższej półki. Silnik Evo II oferował 235 KM (173 kW; 232 KM) z 2463 cm3 (70,2 kW/litr).

Saab wprowadził 16-zaworową głowicę do swoich 2,0-litrowych (1985 cm3) rzędowych 4 w 1984 roku i zaoferował silnik z turbodoładowaniem i bez (odpowiednio 65,5 kW/litr i 47,9 kW/litr) w Saab 900 i Saab 9000 .

2,0-litrowy Nissan FJ20 był jednym z najwcześniejszych seryjnie produkowanych japońskich silników 4 -rzędowych, które miały zarówno konfigurację DOHC 16-zaworową (cztery zawory na cylinder, dwa wloty, dwa wydechy), jak i elektroniczny wtrysk paliwa (EFI) po wydaniu w Październik 1981 w Nissanie Skyline szóstej generacji . Moc szczytowa wynosiła 148 KM (110 kW) przy 6000 obrotach na minutę i 133 lb⋅ft (180 N⋅m) przy 4800 obrotach na minutę. FJ20 był również oferowany z turbosprężarką, wytwarzającą 188 KM (140 kW) przy 6400 obr./min i 166 lb⋅ft (225 N⋅m) przy 4800 obr./min.

Idąc za przykładem Nissana, w 1983 r. wypuszczono silnik Toyota 4A-GE Toyota o pojemności 1,6 litra (1587 cm3) . Głowica cylindra została opracowana przez firmę Yamaha Motor Corporation i zbudowana w fabryce Toyoty w Shimayama. Choć pierwotnie pomyślana jako konstrukcja dwuzaworowa, Toyota i Yamaha po roku testów zmieniły model 4A-GE na czterozaworowy. Wytwarzał 115-140 KM/86-104 kW przy 6600 obr./min (54,2-65,5 kW/litr) i 148 Nm/109 lbft przy 5800 obr./min. Aby zrekompensować zmniejszoną prędkość powietrza silnika wielozaworowego przy niskich obrotach, silniki pierwszej generacji zawierały funkcję T-VIS .

W 1986 roku Volkswagen wprowadził wielozaworowy Golf GTI 16V . 16-zaworowy 1,8-litrowy rzędowy 4 wytwarzał 139 KM (102 kW; 137 KM) lub 56,7 kW/litr, prawie 25% w porównaniu z 45,6 kW/litr stosowanym w poprzednim 8-zaworowym silniku Golf GTI.

Rodzina wielozaworowych silników GM Quad 4 zadebiutowała na początku 1987 roku. Quad 4 był pierwszym popularnym silnikiem wielozaworowym, który został wyprodukowany przez GM po Chevrolecie Cosworth Vega . NA Quad 4 osiągnął 1,08 KM (1 kW; 1 PS) na cal sześcienny (49,1 kW/litr). Takie silniki szybko stały się powszechne, ponieważ japońscy producenci przyjęli koncepcję wielozaworową.

Trzy zawory

Głowicy od 1987 Honda CRX Si pokazano SOHC, wahacze, sprężyny zaworów i innych składników. Jest to konfiguracja wielozaworowa z dwoma zaworami wlotowymi i jednym zaworem wydechowym dla każdego cylindra.

Honda Civic z 1975 roku wprowadziła 1,5-litrowe silniki SOHC 12-zaworowe rzędowe Hondy. Silnik Nissana SOHC KA24E 1988-1992 miał również trzy zawory na cylinder (dwa wloty, jeden wydech). Nissan uaktualnił do DOHC po 1992 roku dla niektórych samochodów sportowych, w tym 240SX .

W 1988 roku Renault wypuściło 12-zaworową wersję swojego 4-cylindrowego Douvrin 2,0 l SOHC.

Mercedes i Ford produkują trzyzaworowe silniki V6 i V8, przy czym Ford twierdzi o 80% poprawę w oddychaniu przy wysokich obrotach bez dodatkowych kosztów związanych z rozrządem zaworów DOHC . Konstrukcja Forda wykorzystuje jedną świecę zapłonową na cylinder umieszczoną pośrodku, ale konstrukcja Mercedesa wykorzystuje dwie świece zapłonowe na cylinder umieszczone po przeciwnych stronach, dzięki czemu środek może być później dodany bezpośrednio do cylindra wtryskiwacza.

Citroën XM z 1989 roku był pierwszym 3-zaworowym samochodem z silnikiem Diesla.

Cztery zawory

Nissan SR20VE 2.0-litrowa prosta 4-cylindrowa głowica z DOHC , zmienny rozrząd Nissana Neo VVL ze sterowaniem skokiem i czterema zaworami na cylinder.
Wielozaworowy zespół silnika wysokoprężnego Volvo D13A z 2005 roku do samochodów ciężarowych, 12,8-litrowy turbodoładowany rzędowy silnik 6 (21,1-28,1 kW/litr) z SOHC i czterema zaworami na cylinder umieszczonymi wokół centralnego wtryskiwacza oraz hamulec silnikowy VEB, który obsługuje oba zawory wydechowe .

Przykładami czterozaworowych silników SOHC są: silniki Honda serii F, silniki serii D , wszystkie silniki serii J, silniki serii R , Mazda B8-ME, silnik Chrysler 3,5 L V6 .

W V12 wielu II wojny światowej samolotów myśliwskich stosowany również konfigurację SOHC z czterema zaworami na każdy cylinder.

Mercedes-Benz Klasy C z 1993 roku (silnik OM604) był pierwszym czterozaworowym samochodem z silnikiem Diesla.

Pięć zaworów

Peugeot miał potrójny, pięciozaworowy samochód Grand Prix z trzema górnymi krzywkami w 1921 roku.

W kwietniu 1988 r. Audi 200 Turbo Quattro napędzane eksperymentalnym 2,2-litrowym turbodoładowanym 25-zaworowym silnikiem rzędowym o mocy 478 kW/650 KM przy 6200 obr./min (217,3 kW/litr) ustanowiło dwa światowe rekordy prędkości w Nardo we Włoszech: 326,403 km /h (202,8 mph) dla 1000 km (625 mil) i 324,509 km/h (201,6 mph) dla 500 mil.

Mitsubishi jako pierwsze wprowadziło na rynek silnik samochodowy z pięcioma zaworami na cylinder, z silnikiem 3G81 o pojemności 548 cm3 w swoim samochodzie Minica Dangan ZZ kei w 1989 roku.

Yamaha zaprojektowała pięciozaworową głowicę cylindrów do silników Toyota 4A-GE 20V 1991 Silvertop i 1995 Blacktop używanych w niektórych Toyotach Corolla . Yamaha opracowała także pięciozaworowe silniki Formuły 1, 1989 OX88 V8, 1991 OX99 V12, 1993 OX10 V10 i 1996 OX11 V10, ale żaden z nich nie był zbyt udany. Dla swoich motocykli motocrossowych YZ250F i YZ450F Yamaha opracowała silniki pięciozaworowe.

Bugatti ( EB 110 ), Ferrari ( F355 , 360 i F50 ) Volkswagen - Audi ( Audi Quattro ) - Skoda ( Octavia vrs ) i Toyota ( 4A-GE 20V ) mają wszystkie produkowane pięć zawór do silników pojazdów.

Sześć zaworów

W 1985 roku Maserati wykonało eksperymentalny silnik V6 turbo o pojemności 2,0 litra z sześcioma zaworami na cylinder (trzy wloty, trzy wydechy). Osiągnął 261 KM (195 kW; 265 PS) przy 7200 obrotach na minutę (97,5 kW / litr).

Popychacz

Chociaż większość silników wielozaworowych ma górne wałki rozrządu , SOHC lub DOHC , silnik wielozaworowy może być konstrukcją silnika górnozaworowego z popychaczem (OHV). Chevrolet ujawnił trzyzaworową wersję swojego V8 Generacji IV, która wykorzystuje popychacze do uruchamiania wideł wahaczy, a Cummins produkuje czterozaworowy rzędowy sześciocylindrowy silnik wysokoprężny OHV , Cummins B Series (obecnie znany jako ISB). Ford stosuje również popychacze w swoim silniku Power Stroke o pojemności 6,7 l, wykorzystując cztery popychacze, cztery wahacze i cztery zawory na cylinder. Wprowadzony w 2016 roku silnik Harley-Davidson Milwaukee Eight wykorzystuje cztery zawory na cylinder napędzane popychaczami i pojedynczy wałek rozrządu w bloku.

Turbodoładowanie

Lotus Essex Turbo Esprit z 1980 roku (z czterema silnikami rzędowymi typu 910 o pojemności 2,2 litra) był pierwszym samochodem produkcyjnym, w którym zastosowano wielozaworowy silnik z turbodoładowaniem .

Motocykle

Rzadki układ 8-zaworowy na cylinder silnika motocyklowego Honda NR500 V4 GP z 1979 roku z owalnymi tłokami i podwójnymi tłoczyskami. Silnik DOHC o pojemności 500 cm3 dostarczał ponad 115 KM przy 19 000 obr./min (170 kW/litr).

Przykłady motocykli z silnikami wielozaworowymi obejmują:

  • Wyścigówka Peugeot Grand Prix 1914 , 8-zaworowy silnik dwucylindrowy DOHC o pojemności 500 cm3 (prędkość maksymalna ponad 122 km/h).
  • 1915 Indian tor wyścigowy , 61-cid (1,0-litrowy) OHV 8-zaworowy V-twin.
  • 1921 Triumph Ricardo 499 ml OHV 4 zaworu Urządzenie pojedynczego cylindra, kopiowane Rudge ich 1924 Rudge Cztery 350 ml OHV 4 zaworu urządzenia pojedynczego cylindra i 1929 Rudge Ulster 500 ml OHV 4 zaworu Urządzenie pojedynczego cylindra.
  • 1923 Brytyjski 8-zaworowy V-twin Anzani 1098 cm3 OHV, stosowany w trójkołowcach Morgan i motocyklach McEvoy
  • 1972 Honda XL250 "pent-roof" SOHC 4-zaworowa jednocylindrowa maszyna (pierwszy masowo produkowany 4-zaworowy motocykl).
  • 1973 Yamaha TX500 „pent-roof” 500 cm3 DOHC 8-zaworowy, podwójny (pierwszy masowo produkowany 4-zaworowy motocykl DOHC na cylinder)
  • 1977 Honda CB400 SOHC 6-zaworowa, dwurzędowa.
  • 1978 Honda CX500 , 498 cm3 SOHC, OHV uruchamiany popychaczem, 4 zawory na cylinder V-twin; 1982 CX500 Turbo był pierwszym fabrycznym wielozaworowym motocyklem z turbodoładowaniem .
  • 1978 Honda CBX1000 , 1047 cc DOHC 24-zaworowy prosty-6 (105 KM (78 kW; 106 PS)).
  • 1979 -1992: seria Honda NR , motocykle wyścigowe i produkcyjne z 8-zaworowymi na cylinder silnikami V4 z „owalnym tłokiem” (w rzeczywistości 32-zaworowe V8 połączone z sąsiednimi cylindrami).
  • 1985 Yamaha FZ750 motocykl z 20-zaworowym silnikiem DOHC rzędowym 4 Yamaha "Genesis" .
  • 1991-2010 równoległe podwójne motocykle Yamaha TDM i TRX z 5 zaworami na cylinder
  • 1998-2006 Yamaha YZF-R1 superbike ze zmodyfikowanej (bardziej zwarty) silnika "początku" . Model 2006 dostarczył 180 KM (134 kW; 182 KM) przy 12.500 obr./min (130,3 kW/litr).

Yamaha XT660 pojedynczy kiedyś pięć zaworów na cylinder, ale następnie przebudowa zmniejsza zawór liczby cztery. Single Aprilia Pegaso 650 również zaczynał z pięcioma zaworami, ale obecne modele mają tylko cztery. Wspólnie opracowany pojedynczy BMW F650 zawsze miał cztery zawory.

Samolot

Przekrój Junkers Jumo 213, prezentujący konstrukcję z trzema zaworami
1916 Benz Bz.IV 19-litrowy, chłodzony wodą, rzędowy 6-cylindrowy silnik lotniczy z aluminiowymi tłokami, podwójnym wałkiem rozrządu i czterema zaworami na cylinder osiągał moc 230 KM/170 kW przy 1400 obr./min (9,0 kW/litr). Ok. Wyprodukowano 6400 silników.
Przekrój silnika samolotu Packard Merlin 28 V12 z 1941 r. , przedstawiający SOHC i cztery zawory na cylinder. Ten szeroko stosowany doładowany silnik z II wojny światowej wytwarzał 1390 KM (1037 kW; 1409 PS) z 1649 cid (38,5 kW / litr).

Ettore Bugatti zaprojektował kilka wielozaworowych silników lotniczych. 16-cylindrowy Bugatti U-16 1484,3 cid (24,32 l) SOHC z 1916 r. , składający się z dwóch równoległych zespołów 8-cylindrowych, oferował moc 410 KM (305 kW) przy 2000 obr./min (12,5 kW/litr lub 0,28 KM/cid). Każdy cylinder miał dwa pionowe zawory wlotowe i jeden pionowy zawór wydechowy, wszystkie napędzane przez wahliwe dźwignie z wałka rozrządu. Inne zaawansowane silniki lotnicze z okresu I wojny światowej , takie jak Maybach Mb.IVa z 1916 r., który wytwarzał 300 KM (224 kW; 304 KM) na wysokości oraz Benz Bz.IV z 1916 r. z aluminiowymi tłokami i Napier Lion z 1918 r. (450 KM 24-24). litr DOHC 12-cylindrowy), zastosowano dwa zawory wlotowe i dwa zawory wydechowe.

Długo po zastosowaniu silnika lotniczego King-Bugatti „U-16”, krótko przed II wojną światową, firma lotnicza Junkers rozpoczęła produkcję najczęściej produkowanego w III Rzeszy wojskowego silnika lotniczego (ponad 68 tys. wyprodukowanych), zaprojektowanego w 1936 roku 35 litrowa, odwrócona V12, chłodzona cieczą Junkers Jumo 211 , w której zastosowano trójzaworową głowicę cylindra odziedziczoną po pierwszym odwróconym silniku Junkersa V12, pochodzącym z 1932 roku Junkers Jumo 210 — to zostało przeniesione do późniejszego, bardziej potężny pochodzący z 1940 r. Junkers Jumo 213 , produkowany do 1945 r., którego wersje produkcyjne (podtypy Jumo 213A i -E) zachowały trzyzaworową konstrukcję głowicy cylindrów Jumo 211.

W V12 wielu II wojny światowej samolotów myśliwskich stosować konfigurację SOHC z czterema zaworami na każdy cylinder.

Przykładem nowoczesnego wielozaworowego silnika tłokowego do małych samolotów jest Austro Engine AE300 . Ten chłodzony cieczą, turbodoładowany 2,0-litrowy (1991 cm3) 16-zaworowy rzędowy silnik wysokoprężny DOHC wykorzystuje bezpośredni wtrysk paliwa Common Rail i rozwija moc 168 KM (125 kW; 170 KM) przy 3880 obr./min (62,0 kW/litr). Śmigło napędzane jest przez zintegrowaną skrzynię biegów (przełożenie 1,69:1) z tłumikiem drgań skrętnych. Całkowita masa jednostki napędowej wynosi 185 kg (408 funtów).

Łodzie

W 1905 r. konstruktor samochodów Delahaye eksperymentował z morskim silnikiem wyścigowym DOHC z sześcioma zaworami na cylinder. Ten silnik Delahaye Titan był potężnym czterocylindrowym silnikiem o pojemności 5190 cid (85,0 litrów), który wytwarzał 350 KM (0,07 bhp/cid). To pozwoliło motorówka Le Dubonnet pilotowany przez Emile Dubonnet Aby ustawić nowy rekord prędkości na świecie na wodzie, osiągając 33,80 mph (54,40 km / h) na jeziorze w Juvisy , niedaleko Paryża , Francja .

Przykładem nowoczesnych wielozaworowych silników do małych łodzi jest seria Volvo Penta IPS . Te pokładowe silniki wysokoprężne chłodzone wodą morską sterowane joystickiem wykorzystują doładowanie kombinowane (turbo i turbodoładowanie, z wyjątkiem IPS450) z chłodnicą końcową, wtryskiem paliwa Common Rail i DOHC z technologią 4-zaworową. Moc wału napędowego waha się od 248 do 850 KM (185 do 634 kW; 251 do 862 KM) (najwyższa wydajność 59,7 kW/litr dla 3,7-litrowego rzędowego silnika wysokoprężnego IPS400). Można łączyć wiele jednostek.

Bibliografia

Zewnętrzne linki