Motori Diesel: OHC o OHV, quale scegliere?

Ciao.

Possiedo entrambi i principi costruttivi per l'azionamento degli alberi a camme.

Motore a testata con albero a camme in testa (OHC): motori diesel 1.9 TDI Volkswagen con sistema di controllo elettronico della stabilità (VT-ESP) e motori a benzina da 2.0 litri (tutti con blocco motore modello 827).
Motore a valvole in testa con sistema di ingranaggi frontali: Volvo B30 (motore a benzina a 6 cilindri da 3,0 litri).

Quando osservo il motore Volvo B30, mi chiedo sempre quale vantaggio offra effettivamente l'albero a camme in testa (OHC) nei motori diesel.
- tempi di iniezione del carburante diesel non estremi (non sono necessari dispositivi particolari come alberi a camme regolabili).
- Non è necessario utilizzare il principio del flusso trasversale nella testata del cilindro per ottenere una maggiore efficienza.
- non sono necessarie alte velocità di rotazione (il motore B30 sopporta tranquillamente i 6000 giri/min e non è un motore con corsa breve).

Cosa rende quindi così interessante la tecnologia OHC nei motori diesel?

Nei motori OHV, l'albero a camme è posizionato in basso e la trasmissione tramite un sistema di ingranaggi frontali è semplice, economica e garantisce una lunga durata senza necessità di manutenzione.
La trasmissione dell'ESP tramite un sistema di ingranaggi epicicloidali sarebbe facilmente realizzabile (si veda, ad esempio, il motore Toyota 2H o il 12-HT).
E il gruppo epicicloidale presente nel circuito dell'olio motore non ha alcun problema con la contaminazione esterna (il che rende felice l'appassionato di fuoristrada ).

Spiegate a me perché il mondo dei motori diesel per autovetture è così com'è .

Saluti.
Jens.

I motori OHC sono più compatti rispetto ai motori OHV. Inoltre, hanno meno componenti che possono guastarsi.

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Nei motori OHV, l'albero a camme è posizionato in basso e la trasmissione tramite un sistema di ingranaggi frontali è semplice, economica e garantisce una lunga durata senza necessità di manutenzione.
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Con molte masse in movimento che si muovono vigorosamente, producendo vibrazioni e sollecitazioni, e che richiedono energia aggiuntiva. Questo comporta la necessità di spendere ulteriore energia per le onde di compensazione, peggiorando ulteriormente l'efficienza.
Contemporaneamente, il peso dell'intero motore aumenta, e di conseguenza, si pone un limite alla realizzazione di un'automobile leggera con basso consumo di carburante. Forse Ulf potrebbe dire qualcosa a riguardo per risolvere questo problema .


A proposito, conosco anche motori per alberi di trasmissione che raggiungono facilmente i 10.000 giri al minuto... ma non voglio quelle vibrazioni. La maggior parte di questi motori si smontano da soli a causa delle vibrazioni.

TDI-GTI-4-Motion ha scritto:

I motori OHC sono più compatti nella costruzione rispetto ai motori OHV.

Lo metto in dubbio.

Volvo B30 contro Mercedes M110.
VW 2.1L WBX contro Subaru 2.0L.

In entrambi i casi, i motori con albero a camme in testa (OHV) sono decisamente più "compatti"; una forma di testata così sottile come quella dei motori OHV non può essere realizzata nei motori con albero a camme laterale (OHC). Al contrario, lo spazio maggiore richiesto nel corpo del motore dovuto all'albero a camme inferiore e alle valvole non è particolarmente evidente.

Dai un'occhiata a un motore WBX senza accessori: è difficile credere che un piccolo propulsore del genere possa trainare un camion di 2,5 tonnellate e abbia anche una cilindrata di 2,1 litri.
Chiunque abbia avuto la possibilità di osservare alternativamente il vano motore di un T3, una volta con un motore da 2,1 litri WBX e una volta con un motore da 1,6 litri TD, capirà subito cosa intendo .

goettmann ha scritto:

Con molte belle masse in movimento che si agitano e vibrano davvero

.
Esperienza o teoria?

Un motore Volvo B30 non è affatto un "motore che vibra". È un motore a sei cilindri in linea, e quindi non presenta forze di inerzia del primo e del secondo ordine.
Ma in realtà, proprio in un motore a sei cilindri in linea, si dovrebbe notare particolarmente l'influenza delle vibrazioni causata dal sistema di distribuzione OHV. Probabilmente sono insensibile, perché non ne noto niente .
Si può sentire il rumore dell'albero a camme, lo ammetto. Le aste delle valvole e i bilancieri non sono particolarmente silenziosi.
Ma è davvero così importante per i motori diesel?

Jens 16syncro ha scritto:

TDI-GTI-4-Motion ha scritto: I motori OHC sono più compatti nella loro costruzione rispetto ai motori OHV. Lo dubito.

Certo, ci sono anche eccezioni. Ma prova a progettare un blocco motore per un OHV e un OHC il più sottile possibile. Non puoi dirmi che quello per l'OHV è più sottile. Da qualche parte, l'albero a camme deve essere posizionato.
E dalla distanza, la differenza è quasi impercettibile.

TDI-GTI-4-Motion ha scritto:

E da un'altezza, la differenza è quasi impercettibile.

E perché le testate dei due motori OHV citati come esempio hanno un'altezza molto inferiore rispetto a quelle delle corrispondenti versioni OHC?

Con leve di inclinazione laterali che agiscono direttamente sugli alberi delle valvole, si può realizzare un design molto più basso. Un albero a camme in testa richiede quasi per definizione una maggiore altezza costruttiva, perché si trova proprio sopra .
Certo, questa è una sciocchezza. Anche i motori con albero a camme in testa (OHC) possono avere l'albero a camme posizionato lateralmente o utilizzare configurazioni simili per ridurre l'altezza. Tuttavia, una testata OHC classica, con azionamento diretto delle valvole tramite bilancini, è significativamente più alta di una testata OHV classica.

Non ho ancora letto un argomento valido a favore dei motori con albero a camme in testa (OHC), almeno nessuno che io possa capire applicato agli esempi di motori citati.

Come sarebbe?
OHC è molto più economico da produrre su larga scala rispetto al sistema OHV? Questo sarebbe già un argomento molto importante dal punto di vista del produttore.
È così?

...
Si può sentire il rumore dell'albero a camme, lo ammetto. Le aste delle valvole e i bilancieri non sono particolarmente silenziosi.


Ogni suono che riesci a sentire richiede (inutilmente) energia per essere prodotto...

VW 2,1 litri WBX contro Subaru 2,0 litri.

Quale modello di Subaru da 2.0 litri intendi?
Esistono in tutte e tre le configurazioni: OHV, CIH (configurazione mista tra OHV e OHC), SOHC e DOHC. Il più compatto di questi è il DOHC .

Jens 16syncro ha scritto:

... Non ho ancora letto un argomento valido a favore dei motori con albero a camme in testa (OHC), almeno nessuno che io possa capire applicato agli esempi di motori citati. ...

Se assumendo che un motore sia semplicemente un blocco immobile, non c'è molto da dire. Purtroppo, però, la realtà è diversa.
A causa dell'aumento di temperatura, il blocco motore si espande notevolmente in altezza, causando una significativa variazione del gioco delle valvole nei motori a valvole in testa (OHV). Riducendo la lunghezza dell'albero a camme (come nei motori ad albero a camme in testa - OHC), si evitano tutti questi problemi.

Citazione:

... anche i motori OHC possono avere un albero a camme posizionato lateralmente...

No, questi sono motori CIH .

Bertil ha scritto:

A causa dell'aumento di temperatura, il blocco motore si espande notevolmente in altezza, causando un gioco delle valvole molto variabile nei motori con albero a camme in testa (OHV). Riducendo la lunghezza dell'azionamento delle valvole (come nei motori con albero a camme in testa - OHC), si evitano tutti questi problemi.

Ciao,
L'argomento mi è noto, ma non mi convince comunque.
Sembra che nel caso del WBX, il rumore dei valvole si verifichi solo quando i punterini idraulici sono difettosi .

Nel sistema di azionamento dell'albero a camme "moderno" dei motori VW con albero a camme in testa (OHC), che utilizza un ingranaggio epicicloidale, si verifica esattamente lo stesso problema: il gioco tra le dentature cambia a causa della dilatazione termica e bisogna intervenire in modo complesso per compensarlo. In confronto, la regolazione nel sistema di distribuzione delle valvole OHV è molto più semplice, grazie agli idrocompensatori.
A mio parere, con il basso regime di giri di un motore diesel, questo dovrebbe essere facilmente controllabile.

So che la discussione è lontana dalla realtà, ma devono esserci dei fatti concreti e verificabili che dimostrino come i motori con albero a camme in testa (OHV) siano ormai obsoleti. Concordo con questo concetto per quanto riguarda i motori a benzina, poiché l'architettura OHV limiterebbe troppo la libertà nella progettazione aerodinamica della testata del cilindro. Nel caso dei diesel, invece, non rappresenta un problema.

In Volkswagen, l'architettura a testata con albero a camme in testa (OHC) è stata adottata perché il motore di base, il modello 827, era progettato con questa configurazione. Tuttavia, questo è un motivo storico legato alla produzione e non ha nulla a che vedere con svantaggi insormontabili delle architetture a valvole in testa (OHV).

Trasmissione a ingranaggi dell'albero a camme?
Avete mai sentito parlare del motore 2.5 del T5? È una cosa davvero strana, e solo dopo 10 anni si potrà sapere se durerà più di una cinghia di distribuzione sostituita regolarmente.

Jens 16syncro ha scritto:

L'argomento è noto, ma non mi convince comunque.

È molto semplice: più componenti -> maggiori costi -> potenziale di risparmio di milioni.
Questa sarà l'unica vera ragione per cui non viene più utilizzato.

RedR32 ha scritto:

Trasmissione a ingranaggi dell'albero a camme? Avete mai sentito parlare di un motore T5 da 2,5 litri?

È davvero strano, e se durerà più a lungo di una cinghia di distribuzione sostituita regolarmente, lo si saprà solo dopo 10 anni. }

Certo, ho un'auto di questo tipo? Cosa c'è di strano in questo? Dove è scritto che un motore diesel debba essere silenzioso? E tra noi, i motori con cambio a ingranaggi durano più a lungo dei motori con cinghia di distribuzione, altrimenti dovresti far revisionare il cambio ogni tot chilometri. Dai un'occhiata a come vengono controllati i motori dei camion e altri grandi motori...

Ah, e il T5 è fondamentalmente un furgone commerciale. Personalmente, sento solo il rumore forte della trazione integrale quando il motore è freddo. Quando il veicolo è caldo, il suono è semplicemente quello che si può aspettare da un motore a cinque cilindri; ci sono persone a cui piace questo tipo di rumore. Noi siamo tra queste.

È molto semplice: più componenti -> maggiori costi -> potenziale di risparmio di milioni.
Questa sarà l'unica e vera ragione per cui non viene più utilizzato.

Non è così semplice, in realtà... Ma ci siamo quasi.

Ma cambiando discorso:
Perché scegliere un motore OHV? Quali sarebbero i vantaggi?

Per quanto riguarda l'altezza costruttiva, il sistema OHV è difficile da superare. Tuttavia, questo comporta un aumento della larghezza del motore, il che può rendere più complicato l'assemblaggio in motori trasversali e auto compatte. Lo spazio occupato dall'intera meccanica OHV rispetto al sistema OHC è notevole. Inoltre, la trasmissione delle valvole deve passare per il blocco motore quattro volte prima di raggiungere la testa.

Una maggiore massa in movimento nei motori a valvole laterali (OHV) aumenta il consumo di carburante. Soprattutto oggi, quando si desiderano motori a basso consumo, questa è una cosa da evitare assolutamente.

È importante considerare che, in un motore con albero a camme in testa (OHV), l'intero blocco deve essere progettato in modo diverso. Questo significa che è necessario definire fin dalle prime fasi di sviluppo la direzione completa della motorizzazione.
Trasformare un motore 2V OHV in un motore 4V è quasi impossibile senza sostituire completamente il blocco e la testata . In alternativa, lo sforzo richiesto sarebbe estremamente elevato. Al contrario, in un motore OHC, questo è molto più semplice: basta una nuova testa di cilindro e piccole modifiche all'albero a camme. Il blocco rimane quindi sostanzialmente invariato. Con un motore OHV, sarebbero necessari due blocchi completamente diversi.

Con la vasta gamma di motorizzazioni disponibili oggi (2 valvole, 4 valvole, ecc.), è fondamentale avere una piattaforma costruttiva che consenta di coprire un'ampia varietà di prodotti senza apportare modifiche significative.
L'OHV difficilmente può offrire questo.
Considerando che anche i motori diesel sono sempre più spesso dotati di testate a 4 valvole, non è opportuno prevedere due modelli diversi per la loro produzione.



Certo, il motore a valvole in testa (OHV) ha la sua ragione d'essere per applicazioni specifiche, ma per la produzione di massa di varianti economiche, questo tipo di costruzione è ormai obsoleta.

goettmann ha scritto:

Ma cambiando discorso: Perché scegliere un motore OHV? Quali sarebbero i vantaggi?

Sogno un motore diesel dotato di un sistema di trasmissione per l'albero a camme, la pompa dell'olio e la pompa di iniezione che non richieda manutenzione e che sia completamente resistente alla contaminazione esterna. Intendo dire che il motore dovrebbe poter essere immerso fino a circa metà della sua altezza in una pozza di fango senza che si verifichino danni conseguenti.

Citazione:

Quando si tratta dell'altezza degli edifici,

Sì, anche una bassa altezza è utile per il motore che ho sempre sognato.

Citazione:

In questo caso, il motore si allarga.

Beh, la larghezza complessiva della struttura determina piuttosto la disposizione dei componenti ausiliari. Lo spazio richiesto dall'albero a camme adiacente all'albero motore mi sembra meno rilevante in questo contesto.

Citazione:

Lo spazio necessario per il sistema meccanico a valvole in testa (OHV) è notevolmente maggiore rispetto al sistema a camme in testa (OHC).

Beh, un motore B30 non sembra affatto così enorme. Rispetto a un M110 a due alberi a camme in testa, è un propulsore piuttosto compatto.

Citazione:

L'albero a camme è collegato al blocco motore e alla testata quattro volte.

Albero a camme su punterie idrauliche, poi aste delle valvole, quindi bilancieri (se l'albero a camme è posizionato correttamente nel blocco motore). Le punterie idrauliche e i bilancieri devono essere guidati; nel mio caso, ci sono solo due punti di guida.

Citazione:

(...), con la vasta gamma di motorizzazioni disponibili oggi (2 valvole, 4 valvole...), è fondamentale avere una piattaforma costruttiva che permetta di coprire un'ampia varietà di prodotti senza apportare modifiche significative. L'OHV difficilmente può offrire questo.

Ok, eccolo:

"Il testo che mi hai fornito è troppo breve per essere tradotto."

Citazione:

Certamente, il motore a valvole in testa (OHV) ha la sua ragione d'essere per applicazioni specifiche, ma per la produzione di massa di varianti economiche, questo tipo di costruzione è ormai obsoleta.

Sì, purtroppo...

Conosco, tra l'altro, un motore che si avvicina molto alla mia idea ideale:
Toyota 12H-T.
Motore a sei cilindri in linea, aspirazione dall'alto (OHV), cilindrata 4,0 litri.
Lunedi, Turbo, motore a benzina in linea.

Purtroppo, si tratta più di un motore per camion e quindi è troppo grande e pesante.

Costruire il tuo "motore dei sogni" non è un problema, ma pagarlo.