Półkuliste komory spalania - nie tylko Chrysler

Słysząc o półkulistych (hemispheric) komorach spalania, pierwszą marką przychodzącą na myśl jest Chrysler. Tymczasem, w pewnym okresie, układ ten zagościł w silnikach samochodów wielu marek. Nawet w rzędowej szóstce Toyoty Supry.

Współczesny silnik Chrysler Hemi (wersja dla sam. użytkowych) - allpar.comWspółczesny silnik Chrysler Hemi (wersja dla sam. użytkowych) - allpar.com
Adrian Przekwas

Niestety określenia Hemi nie można używać w odniesieniu do silników innych marek - to zastrzeżona nazwa V8 Chryslera. Ta amerykańska firma, bazując na doświadczeniach z lotnictwa, wprowadziła na początku lata 50-tych nowy silnik V8. Pozornie wyglądał on jak każda inna ówczesna v-ósemka: dwa zawory na cylinder, jeden wałek rozrządu w kadłubie, długie laski popychaczy. Różnica dotyczyła kształtu komory spalania i rozmieszenia zaworów.

Komora spalania dawnego silnika Chrysler Hemi - classichemi.com
Komora spalania dawnego silnika Chrysler Hemi - classichemi.com

Jaka bryła ma najmniejszą powierzchnię przy danej objętości? Oczywiście kula. Oprócz bardzo cennej zwartości, półkuliste komory spalania miały kilka innych zalet:

  • dwa zawory można było zamontować pod kątem względem siebie, to umożliwiało znaczne zwiększenie ich średnicy,
  • świeca zapłonowa mogła znajdować się blisko środka komory spalania - płomień szybko wypełniał całą objętość komory spalania,
  • istnieje teoria, że zawory ustawione naprzeciw (nie w jednej płaszczyźnie) siebie umożliwiają lepszą wymianę ładunku.

Cechy te pozwoliły na osiąganie wysokich mocy, nawet 431KM (425HP) w Hemi 426 produkowanym w latach 1965-1971. 426 w nazwie oznacza pojemność w calach sześciennych, w tym przypadku będzie wynosić ona niemal 7 litrów.

Lata 70-te przyniosły kryzys paliwowy i zagładę dla wielkich silników V8. Hemi nie był bez wad. By uzyskać wysoki stopień sprężania potrzebne były tłoki o wypukłych denkach. Pogarszało to zwartość komory spalania i zwiększało ilość ciepła odprowadzaną przez tłoki (większa powierzchnia denek). Dodatkowo, o ile z punktu widzenia osiągów, zawory ustawione naprzeciw siebie są dobrym rozwiązaniem, o tyle nie muszą nim być z uwagi na ochronę środowiska i zużycie paliwa. Przy takim układzie zachodzi ryzyko, ze część wpadającej mieszanki "ucieknie" przez zawór wydechowy podczas przekrycia[sup]1[/sup] zaworów.

Reaktywacja Hemi

W 2003 roku Hemi powróciło, tym razem mniejsze i znacznie mniej paliwożerne. Gdy porównać nowe Hemi 5.7 z dawnym 426, można zauważyć kilka zasadniczych różnic:

  • drastycznie zredukowano kąt pomiędzy zaworami - z 58,5 do 34,5 stopnia,
  • na skutek mniejszego kąta, pomimo spadku średnicy cylindrów o zaledwie 8,4mm (z 107,9 do 99,5), zawory musiały ulec znacznemu zmniejszeniu - odpowiednio: dolotowe z 57,2 do 50,8, wydechowe z 49,3 do 39,4mm,
  • wykorzystano tłoki z płaskimi denkami,
  • zastosowano po dwie świece na cylinder.
Komora spalania Hemi 5.7 - autospeed.com
Komora spalania Hemi 5.7 - autospeed.com

Współczesna komora spalania Chryslera Hemi mało już przypomina pierwowzór. Sam silnik nie bije, pod względem osiągów, pierwowzoru sprzed 40 lat, pomimo wtrysku paliwa i znaczenie doskonalszego sterowania. Cóż, ochrona środowiska[sup]2[/sup] też jest ważna...

Inni producenci

Półkuliste komory spalania z dwoma zaworami na cylinder stosowali m.in.: Ford, Jaguar, Lotus, Porsche. Przy odrobinie dobrej woli można do nich także zaliczyć ośmiozaworową wersję Fiata Twin Cam. W tym ostatnim, podobnie jak w 5M-GE Toyoty stosowano dwa wałki rozrządu w głowicy (DOHC).

To właśnie o 5M-GE wspominałem na wstępie. Silnik ten posiadał 6 cylindrów, oczywiście 12 zaworów, pojemność 2,8 litra, a jego lata chwały to 1982-1988. Stosowano go m.in. w Toyocie Suprze drugiej generacji. Za ciekawostkę należy uznać wykorzystanie hydraulicznej kompensacji luzu zaworowego w podpórkach dźwigienek. Co zaskakujące, obecnie system ten unikany jest przez wielu producentów japońskich (Nissan, Honda), a możemy go znaleźć w silnikach europejskich: od Volkswagena po Mercedesa.

Naprawdę nowoczesne "hemi"

Pólkuliste komory spalania są obecnie rzadko spotykane. Nadszedł czas dominacji czterech zaworów na cylinder i komór daszkowych, gdzie dwa zawory dolotowe leżą w jednej płaszczyźnie a wydechowe w drugiej. Za namiastkę półkolistych komór można by uznać te z głowic pięciozaworowych (3 dolotowe, 2 wylotowe). Można było je znaleźć w silnikach Audi, Ferrari czy Yamahy. Prawdopodobnie duża ilość małych kanałów w głowicy nie była optymalna dla przepływu gazów, stąd po 5V zostało tylko wspomnienie.

BMW HP2 Sport
BMW HP2 Sport

Widoczny powyżej rysunek przedstawia układ zaworów silnika motocykla BMW HP2 Sport.  W tym dwucylindrowym bokserze w każdej z głowić znajdują się cztery zawory. I co najważniejsze rozmieszczone są one na powierzchni zbliżonej do kulistej. Mamy tu wszystkie zalety silnika Hemi: dużą powierzchnię zaworów, dobry kształt komory spalania. Jednocześnie cztery zawory są lżejsze od dwóch, co sprzyja wysokoobrotowości silnika a świeca zapłonowa może znajdować się w samym środku komory spalania. Niestety rozwiązanie to nie rozpowszechni się. Koszt produkcji specjalnych krzywek jest na pewno astronomiczny.

  1. W niemal każdym silniku przez chwilę dochodzi do przekrycia zaworów - wydechowy nie jest jeszcze całkowicie zamknięty, dolotowy już częściowo się otwiera.
  1. Z premedytacją nie użyłem słowa ekologia, gdyż nie zajmuje się ona dbałością o środowisko naturalne, a badaniem powiązań między organizmami żywymi a środowiskiem abiotycznym (...).

Źródło: Offroaders.com

Źródło artykułu: WP Autokult
Wybrane dla Ciebie
Rosjanie próbują wskrzesić kolejną markę. To chiński SUV w przebraniu
Rosjanie próbują wskrzesić kolejną markę. To chiński SUV w przebraniu
Top 10 samochodów w Europie. Niespodzianka na pierwszym miejscu
Top 10 samochodów w Europie. Niespodzianka na pierwszym miejscu
Policja dostała 100 nowych radiowozów. Tym razem wybrano inną markę
Policja dostała 100 nowych radiowozów. Tym razem wybrano inną markę
Następca Alpine A110 jednak zachowa silnik spalinowy? Szef marki tego nie wyklucza
Następca Alpine A110 jednak zachowa silnik spalinowy? Szef marki tego nie wyklucza
Yangwang U9 Xtreme pokonał Xiaomi. Nowy rekord Nürburgringu
Yangwang U9 Xtreme pokonał Xiaomi. Nowy rekord Nürburgringu
Nowe zasady dotyczące prawa jazdy w UE. Dokument stracisz w całej wspólnocie
Nowe zasady dotyczące prawa jazdy w UE. Dokument stracisz w całej wspólnocie
Pierwsza jazda: Leapmotor B10 kusi ceną i wyposażeniem. A co z resztą?
Pierwsza jazda: Leapmotor B10 kusi ceną i wyposażeniem. A co z resztą?
Porsche uzupełnia ofertę elektrycznego Macana. Pora na GTS-a
Porsche uzupełnia ofertę elektrycznego Macana. Pora na GTS-a
25-latek jak James Bond. Policjanci nie docenili jego "pomysłowości"
25-latek jak James Bond. Policjanci nie docenili jego "pomysłowości"
Jeep kończy produkcję Renegade'a po 11 latach. Następcy nie ma na horyzoncie
Jeep kończy produkcję Renegade'a po 11 latach. Następcy nie ma na horyzoncie
Niemiecka fabryka stanie. Media mówią o poważnym problemie
Niemiecka fabryka stanie. Media mówią o poważnym problemie
Nowa droga ma 471 km. Kosztowała Polskę 15 mld zł
Nowa droga ma 471 km. Kosztowała Polskę 15 mld zł