1azfe 2000cc 16 valve DOHC efi: двигатель дон

DOHC двигатель: что это такое

DOHC (Double OverHead Camshaft) – это двигатель внутреннего сгорания, который оснащен механизмом с двумя распределительными валами. Двигатели данного типа сейчас наиболее распространены, так как они имеют относительно простое устройство и обладают большой мощностью при умеренном весе. В этом материале мы рассмотрим основные подвиды DOHC-двигателей, их отличия от других типов двигателей и особенности конструкции.

Что такое DOHC

Существует две разновидности DOHC-моторов. Первая группа – двигатели с двумя клапанами на цилиндр. Вторая группа – моторы с четырьмя клапанами на цилиндр. Каждая группа имеет ряд особенностей.

DOHC с двумя клапанами на цилиндр

Такой тип цилиндра является усложненным вариантом обычного ОНС (Overhead Camshaft). Принцип работы этого цилиндра заключается в работе двух распредвалов, расположенных в головке блока цилиндров – один распределительный вал приводит в движение выпускные клапаны, а второй – впускные.

Двигатели с двумя клапанами на цилиндр активно использовались в 60-70 годы минувшего столетия. Основными марками авто, где применялись такие моторы, были Alfa Romeo, Jaguar, Fiat 125, Ford и отечественный «Москвич». Однако начиная с 1994 года, уровень использования двухклапанных DOHC-моторов стал снижаться.

DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр

В DOHC-моторах с четырехклапанным цилиндром каждый распределительный вал приводит в действие свой ряд клапанов. Первый распредвал запускает впускные клапаны (2 шт.), а второй распредвал – выпускные клапаны (2 шт.).

DOHC-моторы с четырехклапанным цилиндром устанавливаются на легковых автомобилях:

• УАЗ;
• «Газель», «Волга» (на машинах, выпущенных до 2008 года);
• ВАЗ-2112.

Чем DOHC отличается SOHC

Двигатели DOHC и SOHC стали применятся с 60-х годов XX столетия. Они имеют схожее предназначение и могут быть дизельными либо бензиновыми. Однако между ними есть одно существенное различие.

Устройство SOHC (слева) и DOHC двигателей

Моторы SOHC созданы с одним распределительным валом, а двигатели системы DOHC оснащены двумя распределительными валами. В результате в SOHC-моторе все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а в DOHC-двигателях – двумя распредвалами.

Плюсы и минусы DOHC

К преимуществам DOHC-двигателей относится:

• увеличение мощности мотора в среднем на 10-25 лошадиных сил – увеличение стало возможным благодаря распределению усилий двигателя, поровну на оба вала;
• улучшение динамичности работы систем мотора – это приводит к уменьшению расхода масла и к улучшению плавности хода машины;
• улучшенные характеристики по разгону авто;
• наличие гидрокомпенсатора – он способствует уменьшению исходящего шума во время работы мотора;
• уменьшение расхода топлива до 30%, при той же мощности мотора.

К минусам системы DOHC относится:

• сложность конструкции – она заключается в усложненном процессе регулирования узлов газораспределительной системы и уровне ремонтопригодности двигателя;
• необходимость использовать в работе двигателя только высококачественные, синтетические моторные масла;
• необходимость часто осуществлять замену моторного масла;
• потребность периодически регулировать клапанные зазоры – чтобы их регулировать, нужно выполнять ряд действий: вынуть распределительный вал, подобрать толщину регулировочной шайбы, нарушить установку фазы газораспределения, осуществить сборку мотора в обратном порядке;
• необходимость использовать более сложную систему ГРМ.

Читайте также: Что такое оппозитный двигатель и как он работает.

Особенности привода в распредвале DOHC-двигателей

Привод – элемент, приводящий в действие распределительный вал и двигатель в целом. В DOHC-моторах применяется три типа привода: ремневой, цепной и шестерный.

Привод из шестерней является самым надежным механизмом. Однако он имеет огромный минус – это максимальный уровень исходящего шума от работающего привода.

Привод с использованием цепи является надежным механизмом. В сравнении с шестернями, от цепи исходит значительно меньше шума. Однако цепной привод имеет и массу недостатков:

• периодическое вытягивание, возникающее в процессе эксплуатации – чтобы это устранять в автоматическом режиме, потребуется в двигатель установить устройство автоматического натяжения цепей;
• необходимость регулярно смазывать цепь специальными смазочными материалами – чтобы обеспечить регулярное поступление смазочного материала на цепь, потребуется в распределительном вале установить герметическую емкость (картер) для масла.

Привод с применением зубчатого ремня – надежный механизм. Его стоимость значительно меньше, чем цепного или шестерного привода. А также уровень исходящего шума от ремневого привода минимальный и полностью отсутствует склонность к растягиванию. Однако, несмотря на положительные стороны, ремневый привод имеет небольшой недостаток – если ремень выходит из строя, то он может стать причиной соприкосновений поршня и неконтролируемого клапана, что приведет к разрушению обоих этих элементов. Поэтому, чтобы избежать выхода из строя зубчатого ремня, потребуется через каждые 50-150 тысяч километров, пройденных авто, осуществлять замену ремня и регулировать ролики натяжения.

Читайте также: Что такое CRDI двигатель , его устройство и особенности.

Двигатели SOHC и DOHC: два против одного

Выбирая новый автомобиль, покупатель может столкнуться с необычной на первый взгляд задачкой: взять машину с двигателем SOHC или DOHC? О том, что означают эти аббревиатуры, чем отличаются эти двигатели, и какие они имеют преимущества и недостатки — читайте в данной статье.

Что такое SOHC и DOHC?

Ответ на вопрос, заданный в подзаголовке, очень прост: SOHC и DOHC — эти два различных типа газораспределительных механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания. Причем неважно, какого двигателя — и бензиновые, и дизельные моторы могут быть и SOHC, и DOHC.

SOHC. Этой аббревиатурой обозначается такая конструкция двигателя, в которой предусмотрен один распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. SOHC — это Single OverHead Camshaft, или «одиночный верхний распределительный вал». Также можно встретить название OHC — Overhead Camshaft, или «верхний распределительный вал». OHC — то же самое, что и SOHC, данный термин появился еще в начале 1960-х годах прошлого века, и лишь после создания двигателей DOHC во избежание путаницы двигатели с одним распредвалом стали обозначать как SOHC.

DOHC. Это двигатель с двумя распределительными валами, расположенными в головке блока цилиндров. Аббревиатура DOHS означает Double OverHead Camshaft, или «двойной верхний распределительный вал».

То есть SOHC — это двигатель, в котором все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а DOHC — двигатель, в котором для привода клапанов используется сразу два распределительных вала. Обе конструкции начали применяться около полувека назад, и сегодня существует несколько разновидностей двигателей каждой из конструкций.

Двигатели SOHC

Силовые установки с одним верхним распределительным валом пережили пик своей популярности еще в 60-х – 70-х годах прошлого века, однако они и в наше время устанавливаются на автомобили эконом-класса.

Существует три схемы, по которым реализуется ГРМ типа SOHC, они отличаются типом привода и расположением клапанов:

– Привод клапанов с помощью коромысел, которые толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены V-образно по обе стороны вала;
– Привод клапанов рычагами, которые, в свою очередь, толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены в ряд;
– Привод клапанов с помощью толкателей, которые расположены непосредственно под распредвалом. Клапаны расположены в ряд.

Схема с коромыслами проста. Коромысла насажены на ось, на которой могут свободно качаться. С одной стороны они упираются в стержни клапанов, с другой — в кулачки распредвала. При вращении вала коромысла толкаются кулачками, и передают эти движения клапанам, открывая их в нужные моменты (закрываются клапаны, как известно, под действием пружины).

Схема с рычагами во многом похожа на схему с коромыслами, однако ось качания рычага находится с одной из его сторон, а другой он нависает над стержнями клапанов. Распределительный вал находится примерно над серединой рычагов, толкая их своими кулачками. Эта схема широко использовалась на отечественных автомобилях, однако сейчас практически вышла из употребления.

Схема с толкателями до гениального проста и очевидна. Распределительный вал расположен непосредственно над клапанами, однако движение от кулачков вала к стержням клапанов передается через специальные толкатели — обычно это короткие цилиндры, которые установлены в промежутке между стержнем и кулачком.

Двигатели DOHC

В сущности, двигатели с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров — это усовершенствованные двигатели SOHC с толкателями. Сегодня выделяют две разновидности моторов DOHC:

– Двигатели с двумя клапанами на цилиндр, впускные и выпускные клапаны расположены в два ряда, каждый из них приводится в движение своим распредвалом;
– Двигатели с четырьмя, шестью и большим количеством клапанов на цилиндр. Клапаны расположены в два ряда, которые приводятся в движение отдельным распределительным валом.

Как видно, основное отличие DOHC от SOHC заключается в том, что здесь впускные и выпускные клапаны открываются с помощью отдельного распределительного вала, расположенного непосредственно над одним рядом клапанов.

Именно двигатели DOHC в настоящее время получили наибольшее распространение, так как они обладают относительно простой конструкцией и большой мощностью при малом весе (то есть, имеют высокую энерговооруженность). Причем одинаково популярны моторы и с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя.

Преимущества и недостатки SOHC и DOHC

Существование и широкое применение двигателей обеих конструкций говорит о том, что они имеют как преимущества, так и недостатки.

Большое преимущество моторов SOHC — простая конструкция и низкая стоимость. С другой стороны, они менее мощные, поэтому используются, преимущественно, на небольших легковых автомобилях. Однако разные схемы SOHC имеют свои достоинства и недостатки. Так, моторы с коромыслами легко поддаются регулировке, но при этом не обеспечивают высоких показателей мощности. Двигатели с рычагами создают много шума, да еще и не слишком надежны. А моторы с толкателями наиболее просты, но создают некоторые сложности с регулировками.

Преимущество двигателей DOHC заключается в том, что они позволяют более точно установить фазы ГРМ, а в случае четырех и более клапанов на цилиндр обеспечивают высокую мощность и обладают более высокой надежностью. Показатели мощности возрастают из-за лучшего перемешивания и сгорания топливно-воздушной смеси. А надежность повышается за счет того, что увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло. Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель DOHC на деле оказывается более простым и надежным.

Однако чаще всего окончательный выбор в пользу SOHC или DOHC покупатель делает исходя из своих финансовых возможностей: автомобили, оснащенные двигателями с разными типами ГРМ, находятся и в разных ценовых категориях, что нередко имеет решающее значение.

Двигатель DOHC – что это такое и как работает

DOHC является аббревиатурой. Перевод на русский язык дает понять, что имеется в виду под этим словом – это наличие двух распределительных валов. Иногда пользуются русской аббревиатурой DOHC – ДВРВ, чаще ДОШЦ. Произошел двигатель DOHC в результате креативного мышления, опытной езды и стремительности «банды четырех». Такое название дали группе изобретателей, которые представили миру двигатель DOHC.

«Банда четырех» для всех любителей быстрой езды

Великолепные инженеры копании Peugeot весьма любили погонять на дороге. Посовещавшись, они пришли к разработке теоретической части автомобильного мотора. В тот период времени, до того, как был создан мотор DOHC, обороты не доходили выше 2000. «Банда четырех» задумалась над тем, чтобы произвести мощный и быстрый, сложный и сверхэкономичный автомобильный двигатель, аналогов которому мир на тот момент еще не знал.

Основа устройства была предложена по идее Зуккарелли. По его мнению, необходимо было поменять некоторые конструктивные особенности, а именно поместить каждый распределительный вал над клапанами. Вследствие таких операций ненужные элементы конструкции просто отпадают. А для большей легкости клапанов, им предложено было взять четыре легких клапана, вместо двух более тяжелых. Такие особенности считались инновационными, но в полной мере позволили решить основные поставленные задачи.

Двигатель DOHC на странице в Википедии представлен двумя распределительными валами, помещенными в головку цилиндра и четырьмя клапанами для каждого цилиндра. Данная статья расскажет о создании и конструктивных особенностях двигателей DOHC – это несомненно будет интересно не только специалистам, но и вполне рядовым автолюбителям. Двигатель DOHC обладает распределительным валом, который размещается над рядами клапанов как над впускными, так и над выпускными. «Посредники» (коромысла, штанги, рокеры) в данном случае отсутствуют, поскольку их функции перераспределены между другими элементами нового мотора. А для легкости каждого клапана, сверху цилиндра устанавливается четыре, а не привычные два, легких клапана. Таким образом, когда обороты увеличатся, пружины будут принимать значительно меньше нагрузки – это существенно уменьшает их износ и продлевает жизнь мотору в целом.

Конструкция, обеспечивающая максимальный комфорт

В результате наличия двух впускных клапаном, обладающих малым диаметром, цилиндр получит горючую смесь в большем количестве, чем при одном большом. Такая конструкция способствует лучшему сгоранию смеси, росту КПД и более экономной работе мотора. С другой стороны, стало необходимо использование зубчатого ремня, цепи либо набора шестерен, чтобы осуществить привод обоих распределительных валов, но данная особенность не только не утяжелила сам двигатель, но и сделала его работу более надежной и предсказуемой.

Плюсом ремня является его дешевизна, его не нужно смазывать, работает почти бесшумно. Но при обрыве ремня ГРМ, катастрофа для двигателя гарантирована. Происходит столкновение клапана и поршня, а в следствие разрушение их обоих. Из-за этого повреждается и гильза цилиндра, и блок. Надежность цепи, конечно, выше, но ее работа значительно шумнее, а со временем она постепенно вытягивается.

Решить эту неполадку можно при помощи устройства, которое автоматически натягивает цепь. Но существуют вариации цепей, которым для работы нужен масляный «туман», в этом случае для устранения проблемы необходимо еще и наличие герметичного картера. Совершенно надежным вариантом будет набор шестерен. Конечно, он обладает высокой сложностью, дорогой и шумный, но работает отлично. По результатам конструкторского рейтинга ремень находится на первом месте, затем идет цепь, а замыкают список шестерни.

Высокий КПД при максимальной экономичности

Не стоит забывать, что от степени сжатия зависит КПД двигателя. В основе работы современных двигателей лежит высокая степень сжатия. То есть самой выгодной формой камеры сгорания становится шаровой сегмент. До недавнего времени популярностью пользовался полусферический тип. Данный факт наталкивает на поиски компромисса. Ведь нужно, чтобы камера сгорания имела шарообразную форму, но в то же время, необходима покатость «шатра», а углы его должны быть закругленными. Лишь уменьшив угол между впускным и выпускным клапаном, можно прийти к такому результату. То есть, от уменьшения углов между клапанами, поднимается уровень степени сжатия.

Так как в двигателе четыре клапана на цилиндр, единственным местом, куда можно расположить свечу в камере сгорания, является центр. Из-за длины газовых каналов увеличивается высота головок цилиндров. В результате свечи опускаются на дно колодца. Вывернет и заменит свечу зажигания может только специально разработанный ключ.

Но есть и недостаток у схемы привода клапанов DOHC. Чтобы отрегулировать клапанные зазоры, нужно вытащить все валы, нарушая установленные фазы, распределяющие газ, а также подобрать необходимый уровень толщины регулировочной шайбы, которая расположена между кулачком и толкателем. Затем опять все необходимо собрать, повторно измерить зазор. Придуманные конструкторами устройства для регулировки только делали каждую деталь клапанного привода более тяжелой, отчего все плюсы DOHC становились недостатками.

В основе DOHC 16v двигателя лежит работа гидравлического компенсатора зазора. Его принцип действия заключается в том, что между «затылком» клапанов и толкателями осуществляется подача масла из системы смазки. Выбор зависит от температуры двигателя, от степени изнашивания гнезда клапана. Обо всех конструктивных особенностях такого мотора можно посмотреть на видео:

Основные особенности такого вида двигателя

Преимущества двигателей DOHC

Двигатели, имеющие в своем механизме два распределительных вала, расходуют меньшее количество топливной жидкости, а также мощность таких моторов увеличивается в несколько раз. Более точные показатели – это 10-20 лошадиных сил. Конечно, любители быстрой езды могут остаться не очень довольны подобными данными, но городской транспорт вполне обойдется таким солидным приростом мощностей двигателя. Оснащенные гидрокомпенсаторами двигатели DOHC, работают значительно тише, чем иные их сородичи. Работа двигателя не причиняет никакого дискомфорта.

Недостатки двигателей DOHC

Специалисты отмечают также и несколько позиций, которые относят к негативным сторонам двигателей DOHC. Сложность конструкции влияет на ремонтопригодность и регулировку узлов системы, распределяющей газ. Это означает, что цена производственных процессов и ремонтных работ такого механизма будет немного выше, если сравнивать его с другими моторами. В нюансы работы DOHC входит возможность использования лишь дорогого качественного синтетического масла. В первую очередь, данный факт относится к механизмам с гидрокомпенсаторами.

Знакомясь с положительными сторонами двигателя внутреннего сгорания, включающую систему распределения газа DOHC, а также с нюансами его рабочего процесса, стоимости эксплуатации, можно утверждать следующее – двигатели DOHC предполагает некоторую дополнительную сумму расходов, но они с легкостью компенсируются экономичным использованием топлива и производительной работой мотора.

Сегодняшние цены на топливо достигают просто космических высот. Двигатели DOHC – настоящий прорыв, позволяющий на 30 процентов снизить расходы горючего, мощность от этого абсолютно не страдает. Конечно, некоторую дороговизну при обслуживании данных механизмов можно отнести к серьезным минусам. Но учитывая другие, положительные, факторы, можно получить значительную экономию на топливе, если приобрести данный двигатель.

Что не так с одноразовым двигателем Toyota 2.4 (2AZ-FE)?

Toyota Camry 40-й серии – один из самых популярных и востребованных автомобилей на вторичном рынке. Почти все предлагаемые экземпляры оснащены 2,4-литровым двигателем. В этой статье мы расскажем о нюансах и проблемах этого силового агрегата.

2,4-литровый двигатель носит индекс 2AZ-FE и, соответственно, относится к семейству AZ, которое появилось на «Тойотах» в 2000 году.

Блок двигателя 2AZ-FE алюминиевый, с помещенными в него гильзами и открытой рубашкой системы охлаждения. Мотор оснащен двумя балансирными валами.

В ГБЦ, отлитой из алюминиевого сплава, находятся 16 клапанов, приводимые двумя распредвалами. Впускной распредвал оснащен фазовращателем VVTi. В приводе ГРМ используется довольно долговечная цепь. Однако двигатель 2AZ-FE все же требует специфического обслуживиния: тепловые зазоры клапанов нужно проверять и регулировать каждые 100 000 км, т.к. гидрокомпенсаторов в их приводе нет.

Этот двигатель встречается не только на Camry, но и на всех переднеприводных Toyota. В том числе и на гибридных.

До 2008 года двигатель 2AZ-FE выпускался без изменений. Его мощность составляет 160 л.с. Небольшая модернизация случилась в 2008 году: степень сжатия подросла с 9.6 до 9.8, а мощность достигла 166 л.с.

Гибридный вариант этого 2,4-литрового мотора носит индекс 2AZ-FXE. Этот двигатель работает по циклу Миллера, отличается поршнями, распредвалами и программой управления. Такой мотор выдает 130 л.с. и обладает геометрической степенью сжатия 12:5 (реальная степень сжатия, разумеется, ниже).

Почему одноразовый?

Инженеры Toyota подверглись общей тенденции и не предложили для этого двигателя никаких ремонтных размеров поршней, колец и вкладышей. Поэтому при любых проблемах с цилиндро-поршневой группой приходится сопоставлять стоимость «творческой» расточки или гильзовки и покупки контрактного мотора.

Вообще 2,4-литровый двигатель 2AZ-FE может пройти более полумиллиона км без существенных проблем. Однако он не лишен врожденных дефектов, о которых нужно знать.

Почему «срывает голову»?

Головка блока цилиндров двигателя 2AZ-FE очень термонагруженная и при высокой нагрузке на двигатель (езда в пробках летом, затяжной подъем в гору в жару) она перегревается, что приводит к деформации. Как говорят, ГБЦ «становится домиком». Нарушается герметичность прилегания ГБЦ и ее прокладки к блоку. В этом случае из открытой рубашки охлаждения блока антифриз моментально прорывается в цилиндры. Газы из цилиндров наоборот рвутся в систему охлаждения: появляются «газики» в расширительном бачке и парение из выхлопной трубы.

А при откручивании болтов ГБЦ двигателя 2AZ-FE некоторые поддаются совсем без усилия. Это значит, что болты «отошли», т.к. из резьба в алюминиевом блоке просто сорвалась. Обычно срывается резьба болтов, крепящих ГБЦ по середине.

Разумеется, это усложняет ремонт и увеличивает расходы. Приходится нарезать новую резьбу либо вставлять резьбовые втулки (ввертыши) и «прикручиваться» к ним.

Проблема была признана компанией Toyota. Немало блоков двигателей 2AZ-FE были заменены по гарантии.

С 2006 года начался выпуск модернизированных блоков с оптимизированной циркуляцией охлаждающей жидкости в его верхней части.

Причины жора масла

Двигатель 2AZ-FE отличается повышенным расходом масла на угар. Причины «масложора» разные:

• Двигатели 2AZ-FE для североамериканского рынка (много таких машин было ввезено из США) с конвейера получили неудачные маслосъемные кольца. Солидный жор масла начинался после пробега в 80 000 км (50 000 миль).
• Масляным аппетитом обладают двигатели 2AZ-FE, выпущенные с 2006 года. У таких моторов улучшенный блок, на котором резьба для болтов ГБЦ держится гораздо лучше. Однако из-за просчетов и дефектов такие моторы более охотно расходуют масло. Для устранения проблемы предлагается менять все поршни в сборе.
• Еще одна причина повышенного расхода масла также была объяснена производителем. Как оказалось, из-за конструктивных особенностей агрегата 2AZ-FE при торможении двигателем возникает сильное разряжение во впускном коллекторе. Из-за этого масло буквально засасывается во впуск и сгорает в цилиндрах.
• Расход масла на двигателе 2AZ-FE увеличивается с пробегом из-за естественного износа стенок цилиндров и маслосъемных колец. Иногда удается обойтись только заменой поршней и колец. Но обычно к такому ремонту не прибегают и продолжают эксплуатировать двигатель. Тогда уже ситуация может дойти до того, что цилиндры пойдут эллипсом, увеличится зазор между стенками и поршнями. В результате двигатель 2AZ-FE начнет работать со стуком поршней. В этом случае – либо ремонт двигателя, либо перегильзовка тонкостенного блока.

Японский двигатель 2AZ-FE уже не является легендарным в хорошем смысле слова. Его предшественники служили лучше и без серьезных проблем. К сожалению, этот массовый двигатель стал причиной лишних и довольно серьезных расходов у многих владельцев «Тойот».