Silniki dolnozaworowe i górnozaworowe

Silniki dolnozaworowe i górnozaworowe różnią się konstrukcją układu zaworowego oraz wpływem na efektywność spalania i emisję spalin. Różnice te wynikają głównie z umiejscowienia zaworów oraz konstrukcji komory spalania.

Konstrukcja silników dolnozaworowych i górnozaworowych

1. Silnik dolnozaworowy (SV, side-valve):

• Umiejscowienie zaworów: Zawory dolnozaworowe są umieszczone po bokach komory spalania, a ich ruch jest kontrolowany przez popychacze i dźwignie. Dzięki temu konstrukcja głowicy jest prostsza, ale ogranicza przepływ mieszanki i spalin.
• Komora spalania: Komora ma bardziej złożony kształt, co prowadzi do mniej efektywnego spalania i niższej sprawności termicznej.
• Zalety: Prosta konstrukcja, niższe koszty produkcji i mniejsze wymagania serwisowe, co sprawia, że tego typu silniki były popularne w starszych modelach samochodów i maszyn.
• Wady: Mniejsza sprawność, gorsze napełnianie cylindrów i niższa moc na jednostkę pojemności w porównaniu z silnikami górnozaworowymi.

1. Silnik górnozaworowy (OHV, overhead valve):

• Umiejscowienie zaworów: W silnikach górnozaworowych zawory są umieszczone nad komorą spalania. Popychacze sterują zaworami za pomocą dźwigni lub wałka rozrządu, co umożliwia lepszy przepływ mieszanki i spalin.
• Komora spalania: Komora spalania jest bardziej zwarta, co umożliwia bardziej efektywne spalanie i wyższą sprawność termiczną.
• Zalety: Wyższa moc, lepsze napełnianie cylindrów oraz większa efektywność spalania. Tego typu silniki są powszechnie stosowane we współczesnych pojazdach, ponieważ spełniają wyższe wymagania emisyjne i energetyczne.
• Wady: Bardziej skomplikowana konstrukcja, wyższe koszty produkcji i większe wymagania serwisowe.

Emisja spalin

1. Emisja w silnikach dolnozaworowych:

• Ze względu na mniej efektywne spalanie i niższą sprawność termiczną, silniki dolnozaworowe generują więcej niespalonych węglowodorów (HC) oraz tlenku węgla (CO). Komora spalania o mniej optymalnym kształcie utrudnia pełne spalanie mieszanki.
• W silnikach dolnozaworowych łatwiej dochodzi do tworzenia się osadów węglowych, co również zwiększa emisję cząstek stałych (PM).

1. Emisja w silnikach górnozaworowych:

• Dzięki lepszej efektywności spalania, silniki górnozaworowe generują mniej niespalonych węglowodorów i tlenku węgla. Kompaktowa komora spalania zapewnia wyższe ciśnienie spalania, co pozwala na bardziej kompletny proces spalania.
• Lepsze napełnianie cylindrów i skuteczniejsze odprowadzanie spalin zmniejszają emisję szkodliwych substancji, w tym tlenków azotu (NOx), co czyni silniki górnozaworowe bardziej przyjaznymi dla środowiska.

Podsumowanie

Silniki górnozaworowe przewyższają dolnozaworowe pod względem efektywności spalania i emisji spalin, dzięki bardziej optymalnemu umiejscowieniu zaworów i konstrukcji komory spalania. Silniki dolnozaworowe, choć prostsze i tańsze, emitują więcej szkodliwych substancji i są mniej efektywne, co sprawia, że obecnie są rzadko stosowane w nowoczesnych pojazdach i urządzeniach.