Кіріспе
Дөңгелек цилиндр басы бар жану камерасы. Жарты шар пішіндес дөңгелек цилиндр басы бар жану камерасы – поршеньді іштен жану қозғалтқыштарындағы, жарты шарға ұқсас (нақтырақ айтқанда, шардың бір бөлігі) пішіндес жану камерасының түрі. Мұндай жарты шарлы камерасы бар қозғалтқыш геми-қозғалтқыш деп аталады.
A hemispherical combustion chamber is a type of combustion chamber in a reciprocating internal combustion engine with a domed cylinder head notionally in the approximate shape of a hemisphere (in reality usually a spheric section thereof). An engine featuring this type of hemispherical chamber is known as a hemi engine.
Тарих
Жарымшарлы жану камералары ішкі жану қозғалтқышының мүмкіндігі алғаш рет көрсетілгеннен кейін, ең алғашқы автомобильдердің қозғалтқыштарында пайда болды. Олардың атауы дөңгелек цилиндр басына және поршеньнің жоғарғы бөлігіне байланысты, бұл кеңістік сфераның жартысына жуықтайды (геми + сфера + икаль), бірақ практикалық тұрғыда жабық кеңістік көбінесе жартысынан кем болады. Жарты шар тәрізді цилиндрлер кем дегенде 1901 жылдан бері қолданылып келеді; оларды 1905 жылы бельгиялық автомобиль өндірушісі Pipe, ал 1907 жылы Fiat 130 HP Grand Prix жарыс машинасы қолданды. 1912 жылғы Peugeot Grand Prix машинасы мен 1914 жылғы Alfa Romeo Grand Prix машинасы екеуі де төрт клапанды қозғалтқыштар болды, сонымен қатар Daimler және Riley да сол кезде жарымшарлы жану камераларын қолданды. 1912 жылдан бастап Stutz төрт клапанды қозғалтқыштарды пайдаланды, бұл қазіргі заманғы автомобильдердің қозғалтқыштарын болжады. Басқа мысалдарға BMW екі шүберек дизайны (Bristol Cars қабылдаған), Peugeot 403, Toyota T және Toyota V қозғалтқыштары (Toyota-ның алғашқы V8 қозғалтқышы), Miller жарыс қозғалтқыштары және Jaguar XK қозғалтқышы жатады.
Alfa Romeo
Alfa Romeo жылдар бойы табысты hemi head қозғалтқыштарын өндіріп келді. Олардың ең танымал мысалдарының бірі – Джузеппе Буссоның түпнұсқа 2.5 литрлік V6 қозғалтқышы, оны кейбір сарапшылар барлық уақыттағы ең жақсы және ерекше дыбыс беретін өндірістік қозғалтқыштардың бірі деп санайды (оның кейінгі 24v нұсқаларында да). Бұл мақтаудың себебі, бастапқы 2 клапанды қозғалтқыштың жарты шар пішіндес басы, шығарынды газ ағынының тікелей болуына мүмкіндік берді, нәтижесінде қозғалтқыш дыбысы нашарламады немесе бұрмаланбады. Бұл Alfa Romeo-ға олардың ерекше және жарысқа арналған қозғалтқыштарының дыбысын жоғалтпай, стандартты, тыныш шығарынды жүйелерін қолдануға мүмкіндік берді.
Астон Мартин
Астон Мартиннің әйгілі DOHC (4 камералы) V8 қозғалтқышы 1960 жылдардың соңынан 1980 жылдардың соңына дейін жарты шар тәрізді камераны пайдаланды. Әрбір білік клапандардың бір жиынтығын басқарды, соның ішінде сіңіру клапандарының немесе шығару клапандарының тобын. Aston Martin V8 5.3 L (5340 cc/325 in3) қуатын дамытты.
Крайслер
Мүмкін, жарты шар тәрізді камера дизайнының ең көп танымал жақтаушысы – Chrysler корпорациясы. Chrysler негізінен «Hemi» деген атауды товарлық таңба ретінде тіркеп, кейіннен 1960 жылдардан бастап оны жарнамалық кампанияларында кеңінен пайдаланды. Chrysler мұндай қозғалтқыштардың үш буынын жасады: біріншісі (Chrysler FirePower қозғалтқышы) 1950 жылдары, екіншісі (426 Hemi) 1964 жылы NASCAR үшін әзірленді және 1970 жылдардың басына дейін өндірілді, ал соңында 2000 жылдардың басында «жаңа HEMI» пайда болды.
Форд
Ardun басқыштары, бәлкім, жарты шарлы басқыштың американдық V8 қозғалтқыштарында алғаш рет қолданылуы болды. 1947 жылы тұтынушыларға арналған өнім ретінде ұсынылған бұл басқыштар, Ford қозғалтқышының жалпақ бас клапандарын жарты шарлы камерада жұмыс істейтін жоғарғы клапандарға айналдырды. Зора Аркус Дунтов, кейін GM компаниясында жұмыс істеп, Chevrolet Corvette-тің дамуына үлкен үлес қосып, оның інісі Юра – «Ардунның» «AR» және «DUN» бөліктері болды. Ford 1960 жылдардың ортасында екі жоғарғы камералы (әр басына бір камерадан) және жарты шарлы камералы қозғалтқыш жасады. 425 куб дюймдік көлемге ие және Ford FE қозғалтқыштары отбасының құрамына кіретін бұл қозғалтқыш «427 SOHC» деп аталды, сондай-ақ «Cammer» деп те танылды. Бұл SOHC hemi басқыштарының жиынтығы болды, ол Ford FE қозғалтқыш блогына орнатылды. 1964 жылғы қозғалтқыш 90 күн бойы жүргізілген қарқынды инженерлік жұмыстардың нәтижесінде жарыс үшін жасалды. 427 SOHC қозғалтқышында OHC мәселелерін шешу үшін, блоктағы камераның болмауына бейімделген жанама майлау блогы қолданылды. Ол көптеген өзгертілген дөңгелек аралығы бар A/FX Mustang және суперзарядталған Top Fuel dragsters машиналарына қуат берді. Конни Калитта, Пит Робинсон және «Жылан» Пруддом осы қозғалтқышты өздерінің Top Fuel жарыс машиналарын қуаттандыру үшін пайдаланды. 1967 жылы Конни Калиттаның SOHC қуатымен жұмыс істейтін «Bounty Hunter» машинасы AHRA, NHRA және NASCAR қысқы жарыстарында ең үздік отынмен жүретін машина атанды, драг-жарыстар тарихындағы жалғыз «үштік тәж» иегері болды. Сол кездегі динамометр сынақтары SOHC Hemi қозғалтқышының 700 ат күші (522 кВт) қуат беретінін көрсетті (бір литрге 100 ат күші). Жоғарғы камералардың болуы Chrysler Hemis қозғалтқыштарының итергіш механизмдерімен және ауыр, күрделі клапанды жүйелерімен шектелген айналымдар жылдамдығымен салыстырғанда, оның айналымдар жылдамдығын шектемеді. Кейінгі Ford қозғалтқыштарының жарты шарлы камералы дизайндарының бірі Calliope болды, ол жарты шарлы камераға 3 клапанды басқару үшін бірін-бірің үстіне орналастырылған екі блоктық камераны қолданды. Жоғарыдағы кәмшақтан клапандарды іске қосатын итергіштер көлденеңге жақын болды. 1968 жылы Ford 385 сериясы деп аталатын жаңа қозғалтқыш отбасын ұсынды. Бұл қозғалтқыштың басқыштары жарты шарлы камераның өңделген түрін, Semi Hemi деп аталатын нұсқасын қолданды. 1970 жылдары Ford отынды үнемдеу мәселесін шешу үшін жарты шарлы басқыштармен жабдықталған кішкентай блоктық қозғалтқышты жасады. Алайда, тіпті жапырақты зарядтау камерасын қуаттандыратын алдыңғы қатардағы тікелей отын инъекциялық жүйесіне қарамастан, гемидің шығарындылары ережелерге сәйкес келетіндей таза бола алмады. Бұған қоса, клапанды іске қосу жүйелерінің құны, отынды тікелей камераға жеткізуге қажетті жоғары қысымды сорғының құны, сондай-ақ сорғыны қуаттандыруға қажетті Гилмер белдік жүйесі сол кезде одан әрі дамытуды мағынасыз етті. 1980 жылдардағы көптеген 4 цилиндрлі Ford машиналарында Ford CVH қозғалтқышы қолданылды, «CVH» – Compound Valve, Hemispherical (жағармай камерасы) дегенді білдіреді. 1986 жылдан кейін осы қозғалтқыштың цилиндр басы жүрек пішіндес майлы жану камераларына қайта өңделді және Еуропада көп нүктелі отын инъекциясының артықшылықтарын пайдаланбаған төмен өнімділіктегі модельдерде қолданылды, бірақ бәрібір CVH деп аталды.
Жагуар
Jaguar 1949 жылдан бастап осы бастың дизайнын қолданды, ол Ле-Ман жарысында жеңіс одісқан D Type-тен XJ6-ға дейінгі автомобильдерді қуаттандырған әйгілі XK қозғалтқыштарында пайда болды.
Ламборгини
Ламборгини V12, 1963 жылы жобаланған және 50 жылдан астам уақыт бойы өндірілген, жарты шар пішіндес камераларды пайдаланған.
Лансия
Lancia V4 және Lancia V6 қозғалтқыштары екеуі де жарты шар тәрізді жану камераларын қолданған.
Лотос
Lotus кейбір қозғалтқыштарында жарты шар пішіндес камераларды қолданды (оң жақтағы суретке қараңыз). Мұндай камерадағы салыстырмалы түрде үлкен клапандар ауа-отын қоспасының көп көлемін жылдам кіруіне және шығуына мүмкіндік берді, бірақ ол әрқашан толық жанып кетпейтін.
Мерседес Бенц
Жарты шарлы камералар 1980 жылы ұсынылған M102 қозғалтқышының ерекшелігі болды, және олардың қиылысқан ағынды бас дизайнымен үйлесімдестігі, осы қозғалтқышпен салыстырғанда M115 қозғалтқышынан артық тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік берді.
МГ
Теміздегі Абингдон қаласындағы MG зауыты 1958 жылдан 1960 жылға дейін MGA 1600 MkI MG MGA модельдерінің Twin Cam нұсқасын өндірді. Алғашқы иінтіреу таяқшалы 1588 см³ құйма темір блогы, әрбір цилиндрге бір-бір кіріс және шығарыс клапанын қамтитын, құйма алюминийден жасалған қос білік цилиндр басымен жабдықталды. Бұл конструкция жану камерасындағы "геми бас" айналымын қамтамасыз етті, бұл жақсы дем алуға (көлемдік тиімділікке) және үлкейтілген клапандар мен дөңгелек поршеньдерді пайдалануға мүмкіндік берді. Алғашқы үлгілер көшеде де, жарыста да алдын ала тұтану (детонация) және май жоғалту салдарынан нашар болды, нәтижесінде поршеньдерді қайта жасау арқылы қысу қатынасы 9.1-ден 8.3-ке дейін төмендетілді. Бұл табысты жаңарту болды, бірақ сату күрт төмендеді, сондықтан компания Twin Cam өндірісін тоқтатты және MGA 1600 MkI және MkII DeLuxe модельдері ретінде танымал болған иінтіреу таяқшалы қозғалтқыштары бар бірнеше MGA шассилерін пайдаланды.
Mitsubishi компаниясы
Mitsubishi бірнеше hemi қозғалтқыштарын, оның ішінде "Orion", "Astron" және "Saturn" түрлерін өндірді.
Nissan
Nissan Z, VG (тек SOHC нұсқасы) және VQ қозғалтқыштары жарты шарлы жану камераларын қолданады. Z және VG толыққанды жарты шар пішіндес, ал VQ күрделі бес бұрышты шатыр пішінін пайдаланады.
Порше
Porsche компаниясы hemi бас қозғалтқыштарын кеңінен пайдаланған, оның ішінде 1963 жылдан 1999 жылға дейін Porsche 911 модельдерінде ауамен салқындатылатын оппозиттік 6 қозғалтқышты қолданған. 1973 жылғы 2.7 литрлік нұсқасы поршень көлемінің әр литріне шаққанда 56 ат күшіне ие болған.
Тойота
Toyota Motor Corporation компаниясының V қозғалтқыштар отбасы – бойлық орналасқан V8 қозғалтқыштарының дизайны болды. Олар 1960 жылдардан 1990 жылдарға дейін қолданылды. V отбасы қозғалтқышы әбелді Toyota Century көлігінде пайдаланылды. Toyota компаниясы Yamaha компаниясымен бірлесіп, алғашқы жапондық толық алюминий қорытпалы блоктан жасалған қозғалтқышты жасауға жұмыстанды. V отбасы көбінесе Toyota HEMI деп аталады, себебі қозғалтқыштың цилиндр басының дизайны Chrysler Hemi-дегідей, бірақ қозғалтқыштың көп бөлігі мүлдем өзгеше. V 2.6L қозғалтқышы алғаш рет 1964-1967 жылдар аралығында екінші буын Crown модельдерінің бір бөлігі ретінде Crown Eight көлігінде қолданылды. Кейін Crown Eight-тің орнына жоғары деңгейдегі Toyota Century шығарылды. 3V, 4V және 5V қозғалтқыштары 1997 жылға дейін Toyota Century көлігінде қолданылды, содан кейін ол толыққанды жаңа дизайн алып, 5.0 L 1GZ FE V12 қозғалтқышымен жабдықталды. V сериялы қозғалтқыштар, сол кездегі Toyota Motor Corporation-ның бірнеше қозғалтқыштары сияқты (мысалы, 2T C, 2M, 4M т.б.) жарты шар пішіндес жану камерасына ие болды. Шынықтар жану камерасының үстіңгі бөлігінде орналасқан.
Заманауи қозғалтқыштардың дизайны
Қазіргі эмиссиялар дәуірінде геми камерасы үнемі дамудан тоқталып қалды. Жарымшар жану камерасы – ең қарапайым және жасауға оңай дизайн. Ол бір ғасырдан астам уақыт бойы жану қозғалтқыштарының негізгі дизайны болып табылды, одан көптеген жақсартулар мен инженерлік жетістіктер туындады. Жаңа қозғалтқыштардың инженериясы жақсарып, дамыған сайын, нағыз жарымшар камера өзгеріп, күрделірек және күрделі дизайнға айналды, ол әрбір жану кезінде көбірек қуатты, аз шығарындыстарды алуға бағытталған. Бүгінгі таңдағы көптеген қозғалтқыштарда отын-ауа қоспасын камера ішінде араластырып, айналдыруға арналған белсенді жану камералары қолданылады. Бұл белсенді камералар көбінесе бүйрек тәрізді немесе поршеньдер үстіндегі тегіс сөндіру аймақтарымен шеңберленген екі біріктірілген кішкентай "геми" аймақтарына ұқсайды.