Кулачковые валы с увеличенным подъемом: прирост производительности и возможные компромиссы

Среди большинства автолюбителей стремление к увеличению мощности двигателя является бесконечным процессом. Хотя системы принудительного впуска занимают много заголовков, одним из самых проверенных и эффективных способов раскрыть скрытый потенциал двигателя является установка профильного вала с увеличенным подъёмом клапанов. Это дыхательный аппарат вашего двигателя, сердце двигателя, но, как и любое серьёзное изменение, это имеет свои побочные эффекты. Можно подробно изучить принцип работы, что он вам даст и чем придётся пожертвовать ради такой производительности.

Как увеличение подъёма клапанов улучшает airflow и мощность

Двигатель — это не что иное, как продвинутый воздушный насос. Чем больше воздуха и топлива вы можете поместить в цилиндры, а также чем больше отработанных газов вы можете удалить из двигателя, тем больше мощности он может генерировать. Именно здесь вступает в дело профильный вал с увеличенным подъёмом.

Кулачки распределительного вала открывают клапаны. Стандартный распределительный вал имеет профиль с широким перекрытием, рассчитанный на плавность работы, выбросы и экономию топлива. Его кулачки относительно небольшие и открывают клапаны лишь настолько, чтобы выполнить свою задачу.

Кулачки распределительного вала с высоким подъёмом более агрессивные, и их высота больше. Физическое открытие впускных и выпускных клапанов становится ещё больше по сравнению с возможностями стандартного распредвала. Открытый клапан обеспечивает более широкое отверстие, через которое воздух поступает в камеру сгорания. Это позволяет двигателю за один такт забирать значительно больший объём топливно-воздушной смеси. В то же время выпускной клапан становится шире и может легче выпускать отработавшие газы, уменьшая обратное давление и освобождая путь для новой порции свежего воздуха и топлива.

Результатом будет значительное повышение объемной эффективности. Увеличение количества воздуха и топлива, подаваемого для сгорания, делает каждый цикл сгорания более мощным, что напрямую преобразуется в лошадиные силы и крутящий момент, особенно в диапазоне высоких оборотов, когда двигателю требуется наибольший объём воздуха.

Совместимость с гидрокомпенсаторами и штатным приводом клапанов

Другой важный вопрос, который следует задать перед принятием решения об этом усовершенствовании, заключается в том, будет ли оно работать с уже установленным приводом клапанов. Привод клапанов представляет собой чувствительную конструкцию, и его эксплуатация за пределами параметров, для которых он был разработан, может привести к выходу из строя.

Множество кулачковых валов с большим подъёмом специально разработаны для работы в рамках штатного привода клапанов с гидрокомпенсаторами. Их часто называют вставными распределительными валами (drop-in cams), поскольку они могут не требовать масштабных дополнительных изменений. Однако чрезвычайно важно проверить технические характеристики распределительного вала.

Пружины клапанов подвергаются повышенным нагрузкам из-за увеличенного подъема. Стандартные пружины могут не обладать достаточной прочностью, чтобы удерживать клапан при новой, более высокой скорости подъема, и может возникнуть явление, известное как «плавание клапана» на высоких оборотах, что приведет к катастрофическому повреждению двигателя. При использовании более мягких распредвалов настоятельно рекомендуется, а иногда и обязательно, установить более производительные пружины клапанов. Всегда следует обращаться к техническим характеристикам производителя распределительного вала, чтобы определить, какие вспомогательные изменения необходимы для безопасной и надежной установки.

Компромиссы: качество холостого хода, расход топлива и повседневная управляемость

Увеличение производительности при использовании распредвала с большим подъемом неоспоримо, но повышения за счет большего подъема не даются бесплатно. Компромиссы, обусловленные самой природой его конструкции, могут негативно сказаться на повседневном использовании автомобиля.

Наиболее ощутимым первым изменением станет характер холостого хода. Увеличенное перекрытие (момент, когда впускные и выпускные клапаны слегка открыты одновременно) позволяет лучше продувать цилиндры на высоких оборотах, но делает холостой ход менее стабильным. Двигатель приобретёт новый, грубый и мощный лопающийся ритм, который покорит фанатов, но лишит его плавного, как масло, холостого хода, присущего серийному двигателю.

Это также изменение схемы «дыхания» двигателя, влияющее на расход топлива, особенно на низких оборотах и на холостом ходу. При малой подаче газа компьютер (ЭБУ), управляющий двигателем, может не обеспечить оптимальное соотношение воздух-топливо, и смесь окажется более богатой, а значит, и более расходной. Хотя этот эффект можно уменьшить медленной ездой, всё же вы потеряете часть миль на галлон.