멀티밸브

Multi-valve
4개의 밸브 엔진의 실린더 헤드.
(닛산 VQ 엔진 )

자동차 공학에서 다중 밸브 또는 다중 밸브 엔진은 각 실린더가 3개 이상의 밸브를 가진 엔진이다. 멀티밸브 엔진은 호흡이 좋고 2밸브 엔진보다 분당 회전수(RPM)가 높아 더 많은 동력을 전달할 수 있다.[1][2]

다중값 이론

다중 밸브 엔진 설계

다중 밸브 엔진 설계는 실린더당 3개, 4개 또는 5개의 밸브를 갖추고 있어 성능을 향상시킨다. 모든 4행정 내연기관에는 실린더당 최소 2개의 밸브가 필요하다. 하나는 공기(그리고 종종[3] 연료) 흡수를 위한 것이고 다른 하나는 연소 가스 배출을 위한 것이다. 밸브를 더 추가하면 밸브 면적이 증가하고 흡기 및 배기 가스의 흐름이 개선되어 연소, 체적 효율 및 출력이 향상된다. 멀티밸브 기하학적 구조를 통해 스파크 플러그를 연소실 내에 배치하여 불꽃의 전파를 최적화할 수 있다. 멀티밸브 엔진은 왕복 질량이 낮은 소형 밸브를 장착하는 경향이 있어 각 캠 로브의 마모를 줄일 수 있고 밸브 바운스의 위험 없이 높은 RPM에서 더 많은 전력을 공급할 수 있다. 일부 엔진은 각 흡기 밸브를 약간 다른 시간에 열도록 설계되어 난류를 증가시켜 낮은 엔진 속도에서 공기와 연료의 혼합을 개선한다. 또한 더 많은 밸브가 실린더 헤드에 추가적인 냉각을 제공한다. 멀티밸브 엔진의 단점은 제조원가의 증가와 밸브 스템 씰의 증가로 인한 오일 소비량의 잠재적 증가다. 일부 SOHC 멀티밸브 엔진(Mazda B8-ME와 같은)은 포크 모양의 로커 암을 사용하여 2개의 밸브(일반적으로 배기밸브)를 구동하여 제조원가를 절감하기 위해 캠 로브가 더 적게 필요할 것이다.[citation needed]

  • 3밸브 실린더 헤드

이것은 하나의 큰 배기 밸브와 두 개의 작은 흡기 밸브를 가지고 있다. 3밸브 레이아웃은 2밸브 헤드보다 호흡이 잘 되지만, 배기밸브가 크면 2밸브 헤드보다 더 높지 않은 RPM 한계가 발생한다. 이 설계의 제조원가는 4밸브 설계보다 낮을 수 있다. 3밸브 디자인은 1980년대 후반과 1990년대 초반에 흔히 사용되었으며, 2004년부터는 포드 F-Series 트럭과 포드 SUV에 사용된 메인 밸브 배열이다. 두카티 ST3 V-twin은 3-밸브 헤드를 가지고 있었다.

  • 4밸브 실린더 헤드

이것은 두 개의 배기 밸브와 두 개의 유사한(또는 약간 더 큰) 흡기 밸브가 있는 멀티 밸브 헤드의 가장 일반적인 유형이다. 이 설계는 3밸브 헤드와 비교해 비슷한 호흡이 가능하며, 소형 배기밸브가 높은 RPM을 허용하기 때문에 고출력에도 매우 적합하다.

  • 5밸브 실린더 헤드

배기 밸브 2개와 흡기 밸브 3개가 있는 5밸브 헤드는 덜 흔하다. 5개의 밸브 모두 크기가 비슷하다. 이 설계는 뛰어난 호흡이 가능하며, 모든 밸브가 작기 때문에 RPM이 높고 이론적으로 매우 높은 출력이 가능하다. 4밸브 엔진에 비해 5밸브 설계는 최대 RPM이 더 높아야 하며, 3밸브 포트는 효율적인 실린더 충만과 높은 가스 난류(두 가지 모두 바람직한 특성)를 제공해야 하지만, 5밸브 구성이 4밸브 설계에 비해 비용 효과적인 이익을 제공하는지는 의문이었다. 또한 직접 주입의 상승은 인젝터가 머리의 공간을 차지해야 하기 때문에 5V 헤드를 더 설계하기 어렵게 만들 수 있다. 몇 년 동안 5밸브 제네시스 엔진을 만든 야마하는 값싼 4밸브 설계로 되돌아갔는데, 5밸브 엔진의 예는 다양하다.AUDI AG가 제조한 8L 20vT 엔진, 이후 버전의 페라리 디노 V8, 매우 희귀한 도요타의 1.6L 4A-GE 엔진.

  • 5개 이상의 밸브

원통형 보어 및 동일한 면적 크기의 밸브의 경우 밸브 수를 5개 이상으로 늘리면 전체 밸브 면적이 감소한다. 다음 표는 실린더 보어의 비율에 따라 밸브 양이 다른 유효 영역을 보여준다. 이러한 백분율은 간단한 기하학적 구조를 기반으로 하며 스파크 플러그나 인젝터의 오리피스는 고려하지 않지만, 이러한 공극은 대개 밸브에 사용할 수 없는 "사이드 공간"에 배치된다. 또한 실제로 흡기 밸브는 실린더당 균일한 수의 밸브가 있는 헤드에서 배기 밸브보다 큰 경우가 많다.

  • 2 = 50%
  • 3 = 64%
  • 4 = 68%
  • 5 = 68%
  • 6 = 66%
  • 7 = 64%
  • 8 = 61%

대체 기술

2007년 도쿄 모터쇼에서 SOHC 4밸브-실린더 EJ25 복서 엔진에 탑재된 스바루의 I-AVLS 가변 밸브 타이밍 시스템 컷어웨이 모델.

터보차징과 슈퍼차징은 엔진 호흡도 향상시키는 기술이며, 멀티밸브 엔진 대신 또는 이와 연계하여 사용할 수 있다. 가변 밸브 타이밍과 가변 길이 흡기 매니폴드에도 동일하게 적용된다. 로터리 밸브는 또한 엔진 호흡과 높은 회전수 성능을 제공하지만, 이러한 밸브는 그다지 성공적이지 못했다. 엔진 튜닝의 일부로 실린더 헤드 포팅이 엔진 성능 향상에도 사용된다.

자동차 및 트럭

1914년 이전

1910년형 동위원소-프라스치니 티포 KM은 실린더당 단일 오버헤드 캠축과 4개의 밸브를 갖춘 10.6L 인라인 4를 가지고 있었으며 오버헤드 밸브 기어를 완전히 밀폐한 최초의 엔진(출처: 이소타 프라스키니 티포 KM [1] 및 [2])

세계 최초로 실린더당 2개의 오버헤드 캠축과 4개의 밸브가 달린 엔진을 장착한 자동차는 어니스트 헨리가 디자인한 1912년형 푸조 L76 그랑프리 경주용 자동차였다. 현대적인 반구형 연소실을 갖춘 7.6리터 단로블록 직선 4는 148bhp(110kW)(19.5HP/Liter (입방인치당 0.32bhp))를 생산했다. 1913년 4월 영국의 브룩랜드 경마장에서 '라 토르필레'(토르페도)라고 불리는 특수 제작된 L76이 시속 170km의 세계 속도 기록을 깼다.[1] 로버트 푸조는 또한 1912년 그랑프리를 위한 GP 레이싱 카 개발을 젊은 에토레 부가티에게 의뢰했다. 이 체인 구동 부가티 타입 18은 SOHC가 적용된 5리터 직선 4와 실린더당 3개의 밸브(입구 2개, 배기 1개)를 갖추고 있었다. 그것은 응용 프로그램을 생성했다. 2800rpm(입방 인치당 0.30bhp)에서 100bhp(75kW, 101PS)이며 159km/h(99mph)에 도달할 수 있다. 이 3밸브 헤드는 1922년식 29종 그랑프리 레이서와 1924년식 전설적인 35종 등 부가티의 가장 유명한 자동차에 사용될 것이다. 29타입과 35타입 모두 100bhp(75kW) 2l SOHC 24밸브 NA 스트레이트-8로 입방인치당 0.82bhp(0.61kW)를 생산했다.

1914년과 1945년 사이

A.L.F.A. 40/60 GP는 현재 알파 로미오라고 불리는 회사가 만든 완전한 조기 경주용 자동차 프로토타입이었다. 단 하나의 예가 1914년에 세워졌고, 이후 1921년에 수정되었다. 주세페 메로시의 이 디자인은 최초의 알파 로미오 DOHC 엔진이었다. 실린더당 4개의 밸브, 90도 밸브각, 트윈스파크 점화 등이 있었다.[4] GP 엔진은 배기량 4.5리터(4490cc)로 2950rpm(14.7kW/l)에서 88bhp(66kW)를 생산했고, 1921년 102bhp(76kW)에서 3000rpm으로 수정했다. 이 차의 최고 속도는 140–149 km/h였다. 이러한 DOHC 엔진들이 알파 로미오 6C와 같은 알파 로드카에 도달한 것은 1920년대에 이르러서였다.

1916년 미국 자동차 전문지 '자동차 토픽스'는 미국 로스앤젤레스(LA)의 린트웨이트-허시모터사가 만든 4기통 4밸브형 자동차 엔진에 대해 "펌프는 2개의 흡입구와 배기구가 있는 고속 모터의 두 가지 모델을 제공한다"고 설명했다.[5]

T-헤드 구성의 초기 멀티밸브 엔진은 1917년형 슈투츠 직선-4, White Motor Car Model GL 309 CID 듀얼밸브 모논블록 4 및 1919년형 피어스-아로 직선6 엔진이었다. 그날의 표준형 플랫헤드 엔진은 그다지 효율적이지 않았고 설계자들은 다중 밸브를 사용하여 엔진 성능을 향상시키려 했다. 슈투츠 자동차 회사는 16개의 밸브, 트윈스파크 점화, 알루미늄 피스톤이 장착된 수정된 T 헤드를 사용해 360.8cid(5.8l)의 직선-4(입방인치당 0.22bhp)에서 2400rpm으로 80bhp(59kW)를 생산했다. 이 강력한 초기 멀티밸브 엔진들 중 2300개가 넘게 제작되었다. 슈투츠는 그들의 유명한 베어캣 스포츠카뿐만 아니라 그들의 표준 관광차에서도 그것들을 사용했다.[6][7][8] 모노블록 화이트모터카 엔진은 72마력, 150마력 미만으로 개발됐으며 현재 3개만 존재하는 것으로 알려졌다. 1919년 피어스-아로우는 밸브 24개가 달린 524.8 cid(8.6l) 스트레이트-6를 선보였다. 엔진은 48.6bhp(입방인치당 0.09bhp)를 생산하고 매우 조용하게 달렸으며, 이는 그 시대 부틀거들의 자산이었다.[9][10][11]

레이싱과 스포츠 엔진에서는 멀티밸브 엔진이 계속 인기를 끌었다. 로렐 모터스의 수석 엔지니어인 Robert M. Roof는 20세기 초에 그의 다중 밸브 루프 레이싱 오버헤드를 디자인했다. A형 16밸브 헤드는 10대에 성공했고, B형은 1918년에, C형은 1923년에 제공되었다. 프랭크 록하트는 1926년 인디애나주에서 C형 캠카를 몰고 우승했다.[12][13]

부가티도 1914년까지 실린더당 4개의 밸브가 달린 1.5리터 OHV 직선4를 개발했지만 1차 세계대전 이후까지 이 엔진을 사용하지 않았다. 2700rpm(15.4kW/ℓ 또는 0.34bhp/cid)에서 30bhp(22.4kW)를 생산했다. 1920년 르망 드라이버 어니스트 프라이데리히에서 열린 Vogitettes Grandfree에서 16밸브 엔진으로 부가티 타입 13에서 평균 91.96km/h로 1위를 차지했다. 더욱 성공적인 것은 부가티스가 1921년 브레시아에서 처음 네 곳을 싹쓸이하는 것이었다. 이 기억에 남는 승리를 기념하기 위해 16개의 Valve가 참여한 Bugattis는 모두 Brescia라고 불렸다. 1920년부터 1926년까지 약 2000년이 건설되었다.

푸조는 1921년에 3중 오버헤드 캠 5밸브 그랑프리 자동차를 가졌다.[14]

벤틀리는 처음부터 다중밸브 엔진을 사용했다. 1921년 도입된 벤틀리 3L는 알루미늄 피스톤, 펜트루프 연소실, 트윈 스파크 점화, SOHC, 실린더당 4개의 밸브가 달린 단로블록 직선4를 사용했다. 그것은 70 bhp (입방인치당 0.38 bhp)를 생산했다. 1927년식 벤틀리 4ℓ는 엔진 설계가 유사했다. NA 레이싱 모델은 130bhp(입방인치당 0.48bhp), 1929년 슈퍼차지 4ℓ(블로워 벤틀리)는 240bhp(입방인치당 0.89bhp)에 달했다. 1926년형 벤틀리 6ℓ는 단로블록 직선4에 실린더 2개를 추가했다. 이 멀티밸브 스트레이트-6은 180~200bhp(입방인치당 0.45-0.50bhp)를 제공했다. 1930년식 Bentley 8L 멀티밸브 스트레이트 6가 생산되었다. 220bhp(입방인치당 0.45bhp).

1931년 슈투츠 자동차 회사는 DV-32라고 불리는 3900 rpm에서 156 bhp(116 kW)의 322 cid(5.3L) 듀얼 캠축 32-밸브 직선 8을 도입했다. 엔진은 세제곱인치당 0.48bhp를 제공했다. 이러한 멀티밸브 엔진 중 약 100개가 제작되었다. 슈투츠는 또한 시속 160km(100mph)에 이를 수 있는 최고급 스포츠카인 DV-32 슈퍼 베어캣에 그것들을 사용했다.[15][16]

1935년 듀센베르크 SJ 모르몬 운석의 엔진은 DOHC가 장착된 419.6 cid(6.9L) 직진 8이었고 실린더당 밸브 4개, 슈퍼차저 1개였다. 5000rpm에서 400bhp(298.3kW), 세제곱인치당 0.95bhp를 달성했다.[17][18]

1937년형 메르세데스-벤츠 W125 레이싱카는 DOHC가 장착된 슈퍼차지 5.7리터 스트레이트-8과 실린더당 4개의 밸브를 사용했다. 엔진은 5800rpm에서 592-646bhp(441.5-475kW)를 생산해 세제곱인치당 1.71-1.87bhp(77.8-85.1kW/l)를 달성했다. W125 최고 속도는 더 빨랐다. 322km/h 200mph.

1945년 이후

2009년형 포드 에코부스트 3.5L 터보차지 V6 가솔린 엔진(77.8kW/L)의 연소실에는 2개의 흡기 밸브(오른쪽), 2개의 배기 밸브(왼쪽), 중앙에 설치된 스파크 플러그 및 직접 연료 인젝터(오른쪽)가 표시된다.

1967년 Cosworth DFV F1 엔진, NA 3.0L V8 엔진. 9,000rpm(101.9kW/ℓ)에서 400bhp(298kW, 406PS)의 실린더당 밸브가 4개였다. 수년 동안 포뮬러 원(Formula One)에서 가장 우세한 엔진이었으며, CART, 포뮬라 3000, 스포츠스카 경주를 포함한 다른 범주에서도 사용되었다.

1968년 일본 그랑프리 300PS(221kW, 296hp) 3.0L 버전으로 데뷔한 도요타7 엔진은 5.0L(4,968cc) 비터보 V8과 DOHC, 32V로 지구력 레이스에 참가했다. 8000rpm(88.8kW/lc)에서 600PS(441kW, 592hp)를, 6400rpm에서 55.0kg³(539N⋅m, 398lbft)을 생산했다.

실린더당 4개의 밸브가 달린 엔진을 사용한 최초의 '대량생산' 자동차가 무엇이었는지에 대해 많은 논의가 있다. 6기통 엔진의 경우, 그리고 대량 생산 자동차의 특별 버전을 고려했을 때, 첫 번째는 1969년형 닛산 S20 6기통 DOHC 4밸브 엔진을 사용한 것으로 보인다. 이 엔진은 닛산 페어레이디 Z432 레이싱 에디션에도 장착됐다. 4기통 엔진의 경우, 실린더 엔진당 4개의 밸브를 사용한 최초의 양산차는 1972년 영국 젠슨 힐리로, 140bhp(54.6kW/lt, 1.20bhp/cid)를 생산하는 Lotus 907 벨트 구동 DOHC 16밸브 2l 직선4를 사용했다. 이 모든 것들은 비록 대량생산이기는 하지만 비교적 생산에 한계가 있다. 실린더 엔진당 4개의 밸브를 갖춘 최초의 널리 보급되고 대중적으로 가격이 비싼 양산차는 1973년 트라이엄스 돌로마이트 스프린트였다. 이 트라이엄스는 도입 당시 127bhp(47.6kW/ℓ, 1.10bh/cid)를 생산한 자체 개발한 SOHC 16밸브 1,998cc(122ci) 스트레이트-4 엔진을 사용했다.

1975년 Chevrolet Cosworth Vega는 영국의 Cosworth Engineering에서 디자인한 DOHC 멀티밸브 헤드를 선보였다. 이 122-쿠빅 인치 스트레이트-4는 5600rpm(0.90bhp/cid; 41.0kW/lit)에서 110bhp(82kW; 112PS)를, 4800rpm에서 107lb⋅ft(145N⋅m)를 생산했다.[19]

1976년 Fiat 131 아바스(51.6kW/ℓ), 1976년 Lotus 907엔진 로터스 에스프리트(54.6kW/ℓ, 1.20bhp/cid), 1978년 BMW M1 BMW M88엔진(58.7kW/ℓ, 1.29bhp/cid)은 모두 실린더당 4개의 밸브를 사용했다. BMW M88/3 엔진은 1983년 BMW M635CSi와 1985년 BMW M5에서 사용되었다.

1978년형 포르쉐 935/78 레이서는 트윈 터보 3.2리터 플랫6(845bhp/630kW@8,200rpm; 784Nm/578ft.lbs@6,600rpm)를 사용했다. 수냉식 엔진은 실린더당 4개의 밸브를 갖추고 있으며, 리터당 196.2kW의 대규모 출력을 낸다. 포르쉐는 멀티밸브 DOHC가 스파크 플러그의 에어쿨링을 방해했기 때문에 기존의 에어쿨링을 포기해야 했다. 오직 두 대의 차만이 건설되었다.

페라리는 80년대에 콰트로발볼레(QV) 엔진을 개발했다. 1982년 308년, 몬다이얼 콰트로발볼레에는 실린더당 4개의 밸브가 추가되어 245hp(183kW)의 프리FI 최고치까지 전원이 공급되었다. 1986년 란시아 테마 8.32에서는 매우 특이한 디노 콰트로발볼레가 사용되었다. 308 QV 엔진을 기반으로 했지만 페라리형 평면이 아닌 분할면 크랭크축을 사용했다. 이 엔진은 페라리가 아닌 두카티에 의해 제작되었으며 1986년부터 1991년까지 생산되었다. 콰트로발볼레는 란시아가 LC2와 함께 세계 스포츠카 챔피언십에서 시도한 것으로도 사용되었다. 이 엔진은 트윈터보충전돼 2.65L까지 찌그러졌지만 예선 트림에서 720hp(537kW)를 생산했다. 이후 엔진은 3.0L로 증가했고 출력도 828hp(617kW)로 증가했다. 1984년 페라리 테스타로사는 실린더당 4개의 밸브가 달린 4.9리터 플랫12를 갖고 있었다. 1984년과 1991년 사이에 거의 7,200개의 테스타로사가 생산되었다.

1985년 람보르기니는 콰트로발볼레 백작 콰트로발볼레를 출시하여 5.2리터(5167cc) 람보르기니 V12 엔진(64.8kW/l)에서 455PS(335kW, 449 hp)를 생산했다.

16밸브 엔진을 장착한 메르세데스-벤츠 190E 2.3-16은 1983년 9월 이탈리아 나르도에서 5만 km(3만1000 mi) 내구성 테스트를 통해 평균 시속 154.06mph(247.94km/h)의 세계기록을 세운 뒤 프랑크푸르트 오토쇼에서 첫 선을 보였다. 엔진은 190과 E클래스 시리즈에 이미 장착된 2.3리터 8밸브 136hp(101kW) 유닛을 기반으로 했다. Cosworth는 실린더당 4개의 대형 밸브가 있는 DOHC 경합금 주조 실린더 헤드를 개발했다. In roadgoing trim, the 190 E 2.3-16 produced 49 hp (36 kW) and 41 ft•lbf (55 N•m) of torque more than the basic single overhead cam 2.3 straight-4 engine on which it was based offering 185 hp (138 kW) at 6,200 rpm (59.2 kW/liter) and 174 lb⋅ft (236 N⋅m) at 4,500 rpm. 1988년에는 2.5L 엔진이 2.3L를 대체했다. 더블 밸브 타이밍 체인을 제공하여 2.3 초기 엔진에서 쉽게 스냅하는 단일 체인을 고정시켰고, 토크가 약간 증가하면서 피크 출력을 17 bhp(12.5kW) 증가시켰다. 호몰로게이션 Evolution I(1989년) 및 Evolution II(1990년) 모델의 경우, 더 높은 회전수 제한과 개선된 최고 출력 성능을 위해 재설계된 엔진이 생산되었다. Evo II 엔진은 2463cc(70.2kW/ℓ)에서 235PS(173kW, 232hp)를 제공했다.

사브는 1984년 2.0L(1985cc) 스트레이트-4에 16볼트 헤드를 도입했고, 사브 900과 사브 9000에서 터보차저(65.5kW/ℓ, 47.9kW/ℓ) 장착과 미장착 엔진(각각각 47.9kW/ℓ)을 제공했다.

2.0리터급 닛산 FJ20은 1981년 10월 6세대 닛산 스카이라인에서 출시 당시 DOHC 16밸브 구성(실린더당 밸브 4개, 흡기 2개, 배기 2개)과 전자식 연료 분사(EFI)를 모두 갖춘 최초의 직선 4 양산형 엔진 중 하나였다. 피크 출력은 6000rpm에서 148hp(110kW), 4800rpm에서 133lb³ft(180 N⋅m)이었다. FJ20에도 터보차저가 탑재되어 6,400rpm에서 188hp(140kW), 4,800rpm에서 166lb³ft(225 N⋅m)를 생산했다.

닛산의 선두에 이어 1983년 1.6리터(1,587cc) 도요타 4A-GE 도요타 엔진이 출시됐다. 실린더 헤드는 야마하자동차가 개발해 도요타 시마야마 공장에 건설했다. 도요타와 야마하는 원래 2밸브 설계로 구상하던 중 1년간의 평가 끝에 4A-GE를 4밸브 설계로 바꿨다. 115-140 bhp/86-104 kW@6,600 rpm(54.2-65.5 kW/ℓ)과 148Nm/109 lbft@5,800 rpm을 생산했다. 낮은 rpm에서 멀티밸브 엔진의 감소된 공기 속도를 보상하기 위해 1세대 엔진에는 T-VIS 기능이 포함되었다.

1986년 폴크스바겐은 멀티밸브 골프 GTI 16V를 선보였다. 16볼트 1.8L 직진 4는 139PS(102kW; 137bhp) 또는 56.7kW/L로 기존 8볼트 골프 GTI 엔진의 45.6kW/L에 비해 25% 가까이 증가했다.

GM 쿼드 4 멀티밸브 엔진 제품군은 1987년 초에 출시되었다. 쿼드 4는 시보레 코스워스 베가 이후 GM이 처음으로 생산한 주류 멀티밸브 엔진이었다. NA 쿼드 4는 세제곱인치(49.1kW/l)당 1.08bhp(1kW; PS 1개)를 달성했다.[2][20] 이런 엔진은 일본 제조업체들이 멀티밸브 개념을 채택하면서 곧 보편화됐다.

3개의 밸브

SOHC, 로커 암, 밸브 스프링 및 기타 구성 요소를 보여주는 1987 Honda CRX Si의 실린더 헤드. 이것은 각 실린더마다 2개의 흡기 밸브와 1개의 배기 밸브가 있는 다중 밸브 구성이다.

1975년 혼다 시빅은 혼다의 1.5리터 SOHC 12밸브 스트레이트-4 엔진을 선보였다. 닛산의 1988-1992년 SOHC KA24E 엔진도 실린더당 3개의 밸브(흡입구 2개, 배기 1개)가 있었다. 닛산은 1992년 이후 240SX를 포함한 일부 스포츠카를 위해 DOHC로 업그레이드했다.

1988년 르노는 더브린 4기통 2.0l SOHC의 12개 밸브 버전을 출시했다.

메르세데스와 포드는 3밸브 V6와 V8 엔진을 생산하고 있으며 포드는 DOHC 밸브 트레인 추가 비용 없이 높은 RPM 호흡이 80% 향상되었다고 주장했다. 포드 디자인은 중앙에 위치한 실린더당 1개의 스파크 플러그를 사용하지만 메르세데스 디자인은 반대편에 위치한 실린더당 2개의 스파크 플러그를 사용하므로, 중앙은 나중에 실린더에 직접 연결된 연료 인젝터를 자유롭게 추가할 수 있다.

1989년형 시트로엥 XM은 최초의 3밸브 디젤엔진 자동차였다.

4개의 밸브

DOHC가 탑재된 닛산 SR20VE 2.0L 직통 4기통 헤드, 리프트 제어 기능이 탑재된 닛산 네오 VVL변량 밸브 타이밍, 실린더당 밸브 4개.
볼보의 2005년형 트럭 디젤 엔진 D13A의 멀티밸브 트레인, 중앙 인젝터 주변에 위치한 실린더당 4개의 밸브와 SOHC가 장착된 12.8L 터보차지 스트레이트-6(21.1~28.1kW/l) 및 배기밸브를 모두 작동하는 VEB 엔진 브레이크.

SOHC 4-밸브 엔진의 예로는 Honda F-시리즈 엔진, D-시리즈 엔진, 모든 J-시리즈 엔진, R-시리즈 엔진, Mazda B8-ME, 크라이슬러 3.5 L V6 엔진이 있다.

많은 제2차 세계 대전 전투기의 V12 엔진도 각 실린더마다 4개의 밸브가 달린 SOHC 구성을 사용했다.

1993년형 메르세데스-벤츠 C클래스(OM604엔진)는 최초의 4밸브 디젤엔진 차량이었다.

5개의 밸브

푸조는 1921년에 3중 오버헤드 캠 5밸브 그랑프리 자동차를 가졌다.[14]

In April 1988 an Audi 200 Turbo Quattro powered by an experimental 2.2-liter turbocharged 25-valve straight-5 rated at 478 kW/650 PS@6,200 rpm (217.3 kW/liter) set two world speed records at Nardo, Italy: 326.403 km/h (202.8 mph) for 1,000 km (625 miles) and 324.509 km/h (201.6 mph) for 500 miles.[21][22]

미쓰비시는 1989년 미니카 당간 ZZ 케이차에 548cc 3G81 엔진을 탑재해 실린더당 5개의 밸브가 달린 자동차 엔진을 최초로 시판했다.[23][24]

야마하는 일부 도요타 코롤라에서 사용되는 도요타 4A-GE 20V 1991 실버탑과 1995년식 블랙톱 엔진용 5밸브 실린더 헤드를 설계했다. 야마하는 또한 5밸브 포뮬러 원 엔진인 1989 OX88 V8, 1991 OX99 V12, 1993 OX10 V10 및 1996 OX11 V10을 개발했지만, 이 중 그다지 성공적인 엔진은 없었다. YZ250F와 YZ450F 모터크로스 자전거를 위해 야마하는 5밸브 엔진을 개발했다.

부가티(EB 110), 페라리(F355, 360, F50), 폭스바겐 - 아우디(Audi Quattro) - 스코다(Octavia vRS), 도요타(4A-GE 20V)가 모두 5밸브 엔지드 차량을 생산했다.

6개의 밸브

1985년 마세라티는 실린더당 6개의 밸브(흡입구 3개, 배기 3개)로 실험용 2.0L 터보 V6 엔진을 만들었다. 7,200 rpm(97.5 kW/l)에서 261 bhp(195 kW, 265 PS)를 달성했다.[25]

푸시로드

대부분의 멀티밸브 엔진은 SOHC 또는 DOHC 중 하나에 오버헤드 캠축이 있지만 멀티밸브 엔진은 푸시로드 오버헤드 밸브 엔진(OHV) 설계일 수 있다. 쉐보레는 푸시로드로 포크 로커를 작동시키는 4세대 V8의 3밸브 버전을 공개했고, 컴민스는 4밸브 OHV 스트레이트 6 디젤 모델인 컴민스 B 시리즈(현재의 ISB)를 만든다. 포드는 6.7L 파워 스트로크 엔진에도 푸시로드 4개, 로커 4개, 실린더당 밸브 4개를 사용해 푸시로드(pushrods)를 사용한다. 2016년 도입된 할리데이비슨 밀워키8 엔진은 푸시로드로 구동되는 실린더당 4밸브와 블록내 1개의 캠축이 사용된다.[26][27]

터보차지

1980년형 로터스 에섹스 터보 에스프리트(910 2.2리터 인라인 4엔진)는 멀티밸브 터보차지 엔진을 사용한 최초의 생산차였다.

오토바이

타원형 피스톤과 듀얼 피스톤 로드를 장착한 1979년형 Honda NR500 V4 GP 모터사이클 엔진의 드물게 8밸브-실린더당 배열. DOHC 500 cc 엔진은 115 PS@19,000 rpm(170 kW/ℓ) 이상을 공급했다.

다중 엔진 모터사이클의 예는 다음과 같다.

야마하 XT660 싱글은 한때 실린더당 5개의 밸브가 있었지만, 이후 재설계를 통해 밸브 수를 4개로 줄였다. 에이프릴리아 페가수 650 싱글도 5개의 밸브로 시작했지만, 현재 모델은 4개에 불과하다. 공동 개발한 BMW F650 싱글은 항상 4개의 밸브를 가지고 있었다.

항공기

단면형 Junkers Jumo 213, 3밸브 설계 표시
1916년 벤츠 Bz.IV 19리터 수냉식 직선6 항공기 엔진(알루미늄 피스톤, 이중 캠축, 실린더당 밸브 4개)은 230bhp/170kW@1,400rpm(9.0kW/l)을 달성했다. 6,400개의 엔진이 생산되었다.
SOHC와 실린더당 4개의 밸브를 보여주는 1941 Packard Merlin 28 V12 항공기 엔진 컷어웨이 뷰. 이 널리 사용되는 슈퍼차지 WWII 엔진은 1,649 cid(38.5 kW/ℓ)에서 1,390 bhp(1,037 kW, 1,409 PS)를 생산했다.

Ettore Bugatti는 여러 개의 다밸브 항공기 엔진을 설계했다. 평행 8기통 뱅크 2개로 구성된 1916 Bugatti U-16 1484.3 cid(24.32 L) SOHC 16기통에서는 410 bhp(305 kW)를 2,000 rpm(12.5 kW/l 또는 0.28 bhp/cid)으로 제공했다. 각 실린더에는 2개의 수직 흡기 밸브와 1개의 수직 배기 밸브가 있었는데, 모두 캠축의 흔들 레버에 의해 구동된다. 1916년 Maybach Mb와 같은 제1차 세계대전의 다른 발전된 항공기 엔진들.고도 300bhp(224kW, 304PS)를 생산한 IVa와 1916년 벤츠 Bz.알루미늄 피스톤과 1918 Napier Lion(450bhp 24l DOHC 12기통)이 장착된 IV는 흡기 밸브 2개와 배기 밸브 2개를 사용했다.

오래 후 King-Bugatti"U-16"항공 엔진, 세계 대전 직전에 그들 사용했고, 그 융 커스 항공사는three-valve 실린더 헤드 디자인 경우 31일 사용한 제3제국의 most-produced 군사 항공 엔진(68,000+를 생산했다), 1936-designed,35-litre 변위, inverted-V12, liquid-cooled 융 Jumo 211의 생산이 시작되었다.해결에Junkers의 첫 번째 반전된 V12 디자인에서 나온 1932년 유래 Junkers Jumo 210[32] - 이것은 1945년까지 생산된 후기, 보다 강력한 1940년 유래 Junkers Jumo 213으로 이어졌고, 그 생산 버전(Jumo 213A 및 -E 하위 유형)은 Jumo 211의 3밸브 실린더 헤드 디자인을 유지했다.[33]

많은 제2차 세계 대전 전투기의 V12 엔진은 각 실린더마다 4개의 밸브가 달린 SOHC 구성을 사용했다.

소형 항공기를 위한 현대적인 멀티밸브 피스톤 엔진의 예로는 오스트리아 엔진 AE300이 있다. 이 액상 냉각 터보차지 2.0L(1,991cc) DOHC 16밸브 직선4 디젤 엔진은 공통 레일 직분사를 이용해 3,880rpm(62.0kW/l)으로 168bhp(125kW, 170PS)를 공급한다. 프로펠러는 비틀림 진동 댐퍼가 있는 통합 기어박스(비율 1.69:1)에 의해 구동된다. 총 동력 장치 무게는 185 kg(408 lb)이다.

보트

1905년에 Delahaye는 실린더당 6개의 밸브를 가진 DOHC 해양 레이싱 엔진을 실험했었다. 이 델라하예 타이탄 엔진은 350bhp(0.07bhp/cid)를 생산하는 초대형 5190cid(85.0L) 4기통이었다. 에밀 두본넷이 조종한 모터보트 르 두본넷이 프랑스 파리 근교 주비시 호수에서 시속 54.40km(33.80mph)에 달하는 세계 신기록을 세울 수 있도록 했다.[34]

소형 보트의 현대적인 멀티밸브 엔진의 예로는 볼보 펜타 IPS 시리즈가 있다. 이러한 조이스틱 작동식 해수 냉각식 선내 디젤 엔진은 애프터쿨러, 커먼 레일 연료 분사 및 유압 4밸브 기술이 적용된 DOHC와 결합된 충전(터보 및 슈퍼차저, IPS450 제외)을 사용한다. 프롭샤프트 출력은 248 ~ 850 bhp(185 ~ 634 kW, 251 ~ 862 PS)이다(IPS400 3.7 리터 직진 4 디젤의 경우 최고 효율 59.7 kW/L). 여러 단위를 조합할 수 있다.

참조

[3]

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외부 링크