Описание газораспределительного механизма DOHC

Механизм газораспределения DOHC или как его еще называют ГРМ DOHC или TwinCam, считается видом газораспределительной системы автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

В данной статье размещены ответы на такие довольно распространенные вопросы:

1. Что собой представляет газораспределительный механизм TwinCam?
2. Конструкция ГРМ DOHC;
3. Назначение газораспределительного механизма DOHC;
4. В чем заключается принцип действия ГРМ?
5. Часто встречаемые неисправности механизма газораспределения TwinCam и методы их решения.

Газораспределительный механизм Dohc

Основная информация о ГРМ TwinCam

Механизм газораспределения DOHC является одним из типов газораспределительных систем автомобильных двигателей внутреннего сгорания. DOHC расшифровывается DoubleOverHeadCamshaft, что дословно переводится как два верхних распределительных валика. Вначале поговорим об устройстве газораспределительного механизма. Механизм газораспределения имеет такие основные элементы:

1. Распределительный валик;
2. Клапанный механизм;
3. Механизм привода распределительного валика.

Газораспределительный механизм оснащен такими основным элементами:

1. Клапаны. С помощью клапанов выполняется периодическое открывание и закрывание отверстий впускного и выпускного клапанов, которое напрямую зависит от очередности функционирования автомобильного двигателя и расположения поршня в цилиндре;
2. Толкатели. Благодаря толкателям выполняется передача усилий от кулаков распредвала к каждой штанге. Для того чтобы толкатель изнашивался равномерно они находятся в постоянном движении вокруг себя, а выполняется это благодаря выпуклой поверхности нижних головок и скошенной поверхности распределительного валика;
3. Распредвал. Он дает возможность открывания и закрывания клапанов ГРМ в установленной очередности, которая согласовывается с функционированием каждого цилиндра двигателя автомобиля;
4. Штанги. С их помощью обеспечивается передача усилий из толкателя к коромыслу.
5. Коромысло. Обеспечивают передачу усилия от штанги к клапану.

Схема ГРМ DOHC двигателей автомобиля марки Тойота оснащается четырьмя или пятью клапанами на каждый цилиндр. Каждый распределительный валик заставляет функционировать соответствующую ему пару клапанов, а происходит это благодаря толкателям. Представленный механизм газораспределения является усовершенствованным вариантом механизма SOHC, только на месте одного распредвала в основе блока каждого цилиндра находится 2 распредвала. Такой тип конструкции значительно понижает инерцию всех клапанов, благодаря отсутствию коромысла клапанов, а это дает возможность достижения не меленьких оборотов в сравнении с предыдущим механизмом.

К тому же, представленный механизм дает возможность проектирования немаленького угла между парой клапанов, а это позволяет производить большой поток воздуха во все цилиндры на больших оборотах.

Каждый из распределительных валиков начинает передвигаться при помощи цепки или же зубчатого ремешка. В последнее время автомобиль марки Тойота начал оснащаться однорядной цепкой, а не зубчатым ремнем. Однорядной цепкой называется современное веяние двигателей автомобиля марки Тойота. Большим достоинством данной цепки является ее надежность, потому как она не требует такой частой замены как ремень. Но цепка создает дополнительный шум, а ее замена обойдется вам в кругленькую сумму, так как одновременно придется проводить замену натяжителя и успокоителя.

К достоинствам газораспределительного механизма DOHC относятся:

• Имеется возможность раскручивания коленвала до высоких оборотов, а это дает возможность снятия с автомобильного двигателя большую мощность;
• Достаточно легко проводится процесс компоновки механизмов газораспределения со специальным механизмом перемены фаз распределения газа.

К недостаткам представленной системы относятся:

• Механизм оснащен большим количеством деталей;
• Большая стоимость;
• Низкий уровень надежности;
• Сложный ремонт.

Часто встречаемые неисправности механизма газораспределения TwinCam

Для начала давайте рассмотрим внешние признаки поломок механизма распределения газа. Понизилась компрессия, появились хлопки впускного и выпускного трубопроводов, уменьшение мощности автомобильного двигателя и стуки металла. Все перечисленные признаки являются свидетельством того, что клапаны плохо прилегают к седлам, а это обычно происходит из-за накопления гари на седлах и клапанах. Также данные признаки могут свидетельствовать о поломке пружин клапана, заедании стойки клапанов во втулке или же в случае отсутствия зазоров между стойкой клапана и рычагом.

Еще одной причиной может быть неполное открытие клапана, а это в свою очередь происходит из-за немаленького теплового зазора или же поломки гидрокомпенсаторов.

Также могут износиться шестеренки распределительного или коленчатого валика, направляющие втулки клапана, оси и втулки коромысла, увеличение смещения оси распределительного валика.

Процесс замены ремня в газораспределительном механизме

В процессе снятия изношенного ремня и установления вместо него нового может легко измениться взаиморасположение коленвала и распредвала. В таком случае сменяются фазы распределения газа автомобильного двигателя, а это может привести к каким-либо нарушениям функционирования, даже доходя до полной поломки. Пометки, которые располагаются на шестеренках механизма привода, выполняют функцию визуального контролирования настроек газораспределительного механизма. Поэтому после снятия старого ремня нужно совместить пометки шестеренок коленвала и распредвала с прорезами, которые находятся в кожухе механизма привода. Представленное действие просто необходимо для установления, так называемого условного нуля, так как именно с него начинается функционирование автомобильного двигателя. После выполнения данного действия необходимо осторожно установить дополнительный ремень, при этом старайтесь не сместить пометки на шестеренках.

Дальше нужно осмотреть и отрегулировать усилия натяжного ролика, а предназначается данный узел для удержания ремня на шестеренках механизма привода. Проверка на правильность проведения регулирования ролика проводится при помощи поворачивания ремешка.

Если вам удастся провернуть ремешок на 90⁰, то механизм отрегулирован правильно. В противном случае есть два варианта либо он перетянут, либо недотянут:

• Если вам удалось провернуть ремень большой угол, то он недотянут;
• Если ремень проворачивается на маленький угол, то он перетянут.

Обратите внимание на то, что ремень ни в коем случае нельзя брать руками в масле, так как это приведет к проскальзыванию механизма привода на шестеренках.

ДВИГАТЕЛЬ DOHC: КОНСТРУКЦИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ПРОБЛЕМЫ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным двигателем с системой газораспределения DOHC, каков принцип работы и в чем заключается отличие мотора от других типов силовых установок. Кроме того, расскажем про то, какими особенностями, конструкцией обладает двигатель с системой DOHC, что относится к его преимуществам и недостаткам, а также, насколько ремонтопригоден мотор такого типа. В заключении поговорим о том, на какие современные автомобили устанавливают мотор с системой DOHC, из каких основных компонентов состоит двигатель, а также выгодна ли в эксплуатации и обслуживании силовая установка с двумя газораспределительными валами.

Почти каждый автомобилист хоть бы раз да видел под капотом той или иной машины, как там красиво и гордо красуется аббревиатура – DOHC. Но что она означает, знает не каждый автолюбитель. Сокращенное понятие DOHC расшифровывается, как Double Over Head Camshaft , то есть это говорит о том, что в силовой установке вверху газораспределительной системы, расположенной над блоком цилиндров имеется 2 отдельных распределительных вала. Двигатель оснащенный системой “ДОХС“, как называют ее автомеханики, оснащен двумя валами, один из которых идет с кулачком. Распредвал с кулаком при вращении открывает клапана, которые нужны двигателю для такта работы, то есть для впуска топливно-воздушной смеси и выпуска отработанных газов. Справочно заметим, что предшественником данного двигателя в автомобилестроении была система SOHC, которая расшифровывается, как Single Over Head Camshaft , то есть мотор оснащенный одним единственным распредвалом.

Итак, что же все таки в более детальном понятии из себя представляет система газораспределения DOHC? Двигатели оборудованные системой DOHC, кроме того, что оснащены 2-мя распределительными валами в головке блока цилиндров, как правило, еще имеют по 4 клапана на каждый цилиндр, то есть в большинстве случаев такие силовые установки идут с общим количеством клапанов в количестве 16 единиц. Мотор такого типа зачастую имеет маркировку, например 2.0 DOHC 16v , где первые цифры – это объем двигателя, затем идет наименование системы газораспределения и общее количество клапанов ( не на цилиндр, а именно общее ). Справочно заметим, что само понятие DOHC пришло к нам из западных стран Европы, а если точнее то из Франции и Италии. Считается, что родоначальником системы SOHC, предшественницы DOHC, была компания Fiat и ее модели автомобилей.

По мнению большинства автовладельцев система газораспределения DOHC более популярна и распространена, чем SOHC, так как эффективность с отдачей двигателя намного лучше с двумя распределительными валами и кулаками, чем с одним. Заметим, что в движение оба вала приводятся ременной или цепной передачей, которая исходит от коленчатого вала силовой установки. Как мы отметили ранее зачастую газораспределительная система двигателя DOHC оснащается 4-мя клапанами на цилиндр, однако имеются еще и другие модификации. Кроме 4-ех клапанов на цилиндр встречаются еще модели моторов оснащенные от 2-ух до 5-ти и даже более клапанами на цилиндр. Но такие системы газораспределения считаются больше экспериментальными и сильной редкостью.

1. Конструкция и принцип работы двигателей с системой DOHC

Конструкторской особенностью всех двигателей с системой газораспределения DOHC является то, что распредвал расположен непосредственно над каждым рядом клапанов силовой установки, то есть над впускными и выпускными. Кроме того, такая система полностью лишена деталей-посредников, на примере штанг, разных рокеров и коромысел. С целью того, чтобы максимально облегчить каждый клапан, было решено изготовителем устанавливать на цилиндр не 2, а 4 клапана, причем облегченных. Таким образом, в случае увеличения оборотов двигателем в 1,5 раза, на пружины системы будут приходиться значительно меньшие нагрузки.

Кроме того, благодаря 2-ум впускным клапанам малого диаметра в цилиндр поступит почти в 1,5 раза больше горючей смеси, чем если бы был один, но большой. Таким образом, горючая смесь исходя из такой специфической конструкции узлов двигателя будет более эффективней сгорать в камерах цилиндра, а также повысится коэффициент полезного действия с экономичностью силовой установки. Также заметим, что того, чтобы привести в движение 2 распределительных вала, в голове блока цилиндров зачастую используют зубчатый ремень, набор шестерен или цепь.

Если брать в расчет приводной ремень, то он, как расходный элемент довольно дешев, не требует смазки и почти бесшумно функционирует. Однако в отличие от цепи, при обрыве ремня газораспределительного механизма – это сразу же будет означать “смерть” клапанам и поршням двигателя, а затем красивый выход на капиталку движка. Почему так происходит? Потому что клапан ударяется о поршень и происходит их “ дружественная встреча “, то есть разрушение двух деталей, причем еще повреждается гильза цилиндра и сам блок.

Поэтому цепь выглядит намного надежней и долговечней ремня, но при этом является более шумной в работе. Недостатком цепи системы является постепенное ее вытягивание и растягивание. Растягивание цепи легко решается ее подтягиванием при прохождении планового технического обслуживания автомобиля. Также цепь, в отличие от ремня нуждается в герметичном картере, так как функционирует в масляном “тумане“. Что касается следующего вида приводной системы газораспределения – набора шестерен, то этот элемент довольно дорог в обслуживании и чрезмерно шумный при работе двигателя, но самый надежный.

Не стоит также забывать про такой показатель любой силовой установки, как степень сжатия. Дек вот, чем выше степень сжатия двигателя, тем больше будет его коэффициент полезного действия. И это даже не удивляет, так как большинство современных моторов функционируют с высокими степенями сжатия. Вот поэтому самой оптимальной формой камеры сгорания силовой установки является шаровой сегмент. Однако сделать такую камеру сгорания не всегда представляется возможным изготовить, поэтому ищется определенный компромисс в производстве.

Делается это для того, чтобы изготовить шарообрузную камеру сгорания с одной стороны и при этом постараться сохранить конусообразную форму с другой стороны. Такой формы производители добиваются при помощи уменьшения угла между впускными, а также выпускными клапанами мотора. Таким образом, получается такая картина: повышаем степень сжатия, за счет уменьшения угла между клапанами.

Чтобы двигатель выдавал наибольший коэффициент полезного действия при 4-х клапанах на цилиндр, необходимо также изменить месторасположение свечей зажигания, которые в двигателях с системой DOHC располагаются в самой камере сгорания, причем в ее центре. Специально созданные длинные каналы увеличивают высоту головок цилиндров, в связи с чем свечи располагаются в колодцах довольно глубоко. При замене данных расходных элементов применяется специальный свечной ключ.

Кроме определенного расположения свечей зажигания силовые установки с системой газораспределения DOHC имеют еще одну особенность, которой является наличие специального гидравлического компенсатора зазора. Этот компонент располагается между задней частью клапана и толкателем. Задачей компенсатора зазора является подача моторного масла под давлением из системы смазки. Причем данный зазор у двигателей “ДОХС” меняется в зависимости от того, холодный мотор ли горячий, а также изношено гнездо клапана или нет.

2. Плюсы и минусы моторов с системой газораспределения DOHC

К преимуществам двигателей с системой газораспределения DOHC относят то, что все усилия мотора распределяются поровну на два вала и благодаря этому происходит увеличение мощности установки примерно на 10-25 лошадиных сил. Кроме того, улучшается динамичность работы систем двигателя, что позволяет в конечном итоге сокращать расход масла, а если в моторе применяются еще гидрокомпенсаторы, то это позволяет в добавок снижать шум от работы силовой установки.

Кроме увеличения мощности и снижения шума двигателя, улучшается еще плавность хода автомобиля, мотор работает без каких либо вибраций, как бы равномерно. Также к преимуществам системы DOHC нередко относят тот факт, что силовая установка становится способной быстро раскручиваться и как следствие приобретает лучшие характеристики по разгону и динамике в целом.

К недостаткам системы газораспределения с 2-мя распредвалами в первую очередь относят сложность конструкции. Эта сложность заключается в регулировании узлов системы газораспределения и следовательно это сказывается на общей ремонтопригодности мотора. Таким образом, обслуживание силовой установки с системой DOHC будет обходится дороже, чем например у предшественника SOHC с 1-им распредвалом. На этом недостатки не заканчиваются и переходим к нюансам, которые также важно учитывать при эксплуатации и обслуживании таких двигателей. Силовые установки с системой “ДОХС“, которые в добавок оборудованы гидрокомпенсаторами, нуждаются исключительно в синтетических моторных маслах, причем очень высокого качества, а также их частой замене.

Кроме вышеописанных моментов, также необходимо учитывать тот факт, что система “DOHC” нуждается в периодической регулировке клапанных зазоров. Чтобы осуществить их настройку, нужно вынимать распредвалы, нарушать установку фаз газораспределения, а также подбирать толщину регулировочных шайб, которые располагаются между толкателем и кулаком. А затем нужно производить обратную сборку узлов двигателя, делать снова измерение зазора, а если не получилось его подобрать, то опять необходимо будет все разбирать.

В заключении отметим, что если сопоставлять все положительные стороны относящиеся к силовым установкам с системой DOHC и негативные моменты, которые увеличивают их стоимость эксплуатации мотора, то можно под итожить, что данные двигатели однозначно имеют право на свое существование. Все дополнительные расходы образующиеся в процессе эксплуатации мотора, можно почти полностью компенсировать неплохой экономией топлива и очень выразительной динамикой силовой установки. Также справочно заметим, что двигатели с системой DOHC в последние годы все чаще устанавливают на свои автомобили корейские и японские производители, на примере компаний Kia, Hyundai, Toyota и Honda.