HEMI to skrót od angielskiego słowa „hemispherical”, czyli „półkulisty”. Oznacza silnik z komorą spalania o kształcie zbliżonym do połowy kuli. Nie jest to elektroniczny system ani wynalazek Chryslera, lecz rozwiązanie konstrukcyjne, które może poprawiać przepływ mieszanki i warunki spalania.
Co oznacza skrót HEMI?
Komora spalania znajduje się między denkiem tłoka a dolną częścią głowicy. W silniku typu hemi jej górna część ma kształt zbliżony do półkuli. Taka geometria wpływa na rozmieszczenie zaworów, świecy zapłonowej i kanałów dolotowych oraz wylotowych.
Warto rozdzielić dwa znaczenia tego określenia. Małymi literami „hemi” można opisywać ogólną konstrukcję hemisferycznej komory spalania. Zapis HEMI jest natomiast kojarzony przede wszystkim z nazwą handlową stosowaną przez Chryslera i marki należące do tego koncernu. Chrysler spopularyzował ją na całym świecie, ale nie stworzył samej koncepcji.
Jak działa hemisferyczna komora spalania?
Półkulisty kształt daje projektantom więcej miejsca na duże zawory dolotowe i wydechowe. Mogą one znajdować się po przeciwnych stronach komory, co sprzyja przepływowi świeżego ładunku do cylindra i usuwaniu spalin. W klasycznych konstrukcjach świeca zapłonowa była umieszczana blisko środka komory. Płomień miał wtedy krótszą drogę do pokonania, a spalanie mogło przebiegać bardziej równomiernie.
Lepsze napełnianie cylindra oznacza większą masę mieszanki, która może zostać spalona w jednym cyklu. To sprzyja uzyskaniu wyższej mocy bez konieczności stosowania bardzo wysokiego stopnia sprężania. Nie oznacza jednak, że sam kształt komory automatycznie gwarantuje lepsze osiągi. Rezultat zależy także od rozrządu, średnicy zaworów, kanałów w głowicy, wtrysku paliwa, chłodzenia i sterowania zapłonem.
Konstrukcja ma również ograniczenia. Duża, rozchylona głowica może być trudniejsza i droższa w produkcji, a odprowadzanie ciepła z okolic komory spalania bywa bardziej wymagające. Klasyczna geometria hemisferyczna nie sprzyja też łatwemu zastosowaniu czterech zaworów na cylinder, dlatego w wielu takich silnikach stosowano po dwa zawory na cylinder.
Poniższe zestawienie pokazuje, z czego wynika popularność tego rozwiązania i dlaczego nie stało się ono uniwersalnym standardem:
| Cecha konstrukcji | Możliwa korzyść | Ograniczenie |
|---|---|---|
| Duże zawory po przeciwnych stronach komory | Dobry przepływ mieszanki i spalin | Większe wymagania wobec głowicy i rozrządu |
| Świeca położona blisko środka | Krótsza droga frontu płomienia i równomierniejsze spalanie | Mniej miejsca na dodatkowe elementy oraz wtryskiwacz |
| Półkulista geometria komory | Możliwość uzyskania wysokiej mocy i sprawności napełniania | Trudniejsze chłodzenie, większe gabaryty i koszty produkcji |
Współczesne komory spalania często mają kształt określany jako „daszkowy”. Taka geometria ułatwia zastosowanie czterech zaworów na cylinder, centralnego wtryskiwacza i dokładniejszą kontrolę spalania. Dlatego w nowoczesnych silnikach liczy się nie tylko maksymalny przepływ, lecz także emisja spalin, zużycie paliwa, chłodzenie i możliwość precyzyjnego sterowania.
Czy Chrysler wymyślił silnik HEMI?
Nie. Silniki z komorą hemisferyczną pojawiały się już na początku XX wieku, zanim Chrysler zaczął używać oznaczenia HEMI jako rozpoznawalnej nazwy. Za jedno z najwcześniejszych zastosowań uznaje się belgijską markę Pipe, która wprowadziła taki silnik około 1904 roku. Wczesne konstrukcje tego typu rozwijano również w Europie, zwłaszcza w samochodach wyścigowych.
Chrysler zaczął budować swoją legendę po II wojnie światowej. W 1951 roku wprowadził pierwszą generację dużych silników z hemisferycznymi komorami spalania. Jednostki te nosiły między innymi nazwy FirePower, Firedome i Red Ram. Dopiero późniejsze generacje, szczególnie słynny 426 HEMI o pojemności 426 cali sześciennych, czyli około 7 litrów, mocno związały to określenie z amerykańskimi samochodami o wysokich osiągach.
Wcześniej i później podobną architekturę stosowały także inne firmy. Dla kontekstu można wymienić:
- Lamborghini, między innymi w swoich silnikach V12
- Alfa Romeo, w tym w rodzinie silników V6 Busso
- Jaguar, w rzędowych silnikach sześciocylindrowych XK
- Mitsubishi, w wybranych silnikach czterocylindrowych
Hemisferyczne komory spalania występowały również w konstrukcjach Ferrari, Astona Martina, Porsche, Mercedesa i Toyoty. Nie każdy z tych producentów używał nazwy HEMI, ponieważ nie była ona ich oznaczeniem handlowym. Sama zasada konstrukcyjna była jednak znacznie szersza niż oferta jednej amerykańskiej marki.
Czym różnią się współczesne silniki HEMI?
Nowoczesne jednostki Chryslera nie są wiernymi kopiami klasycznych silników z idealnie półkulistą komorą. Musiały zostać dostosowane do zaostrzonych norm emisji, elektronicznego sterowania, wymagań dotyczących zużycia paliwa i kontroli spalania stukowego. W głowicy trzeba było także wygospodarować miejsce na nowoczesny osprzęt, wtryskiwacze i układ zapłonowy.
Oznaczenie HEMI opisuje więc dziś przede wszystkim rodzinę konstrukcji wywodzących się z koncepcji komory hemisferycznej. Zachowano w nich elementy kojarzone z tą architekturą, takie jak duże kanały przepływu, korzystne położenie zaworów i wysoka sprawność napełniania cylindrów, ale sama komora nie musi być matematycznie idealną połową kuli.
Przykładem jest 5.7 HEMI, stosowany w samochodach Chryslera, Dodge’a, Jeepa i Ram. W wybranych wersjach wykorzystuje on system Multi Displacement System, który przy małym obciążeniu odłącza cztery cylindry. To pokazuje, jak klasyczna koncepcja została połączona z rozwiązaniami służącymi ograniczeniu zużycia paliwa.
W rodzinie HEMI znalazły się także jednostki nastawione przede wszystkim na osiągi, w tym doładowany kompresorem 6.2 HEMI Hellcat. Jego wysoka moc nie wynika wyłącznie z kształtu komory spalania, lecz z całego pakietu rozwiązań: dużej pojemności, doładowania, wytrzymałego dołu silnika, odpowiedniego chłodzenia i sterowania.
Dlatego określenie HEMI ma dziś dwa poziomy znaczenia. Technicznie wskazuje na tradycję stosowania hemisferycznej komory spalania. Rynkowo jest rozpoznawalną nazwą Chryslera, która przywołuje duże silniki V8 i amerykańskie samochody o wysokich osiągach. Popularność tej nazwy wynika więc zarówno z cech konstrukcji, jak i z konsekwentnego marketingu.
Najkrócej mówiąc, silnik HEMI nie jest magicznym systemem ani rozwiązaniem zarezerwowanym dla Chryslera. To rozwijana od ponad wieku koncepcja komory spalania, która w odpowiednich warunkach poprawia przepływ i potencjał silnika, a Chrysler uczynił z niej jedną z najbardziej rozpoznawalnych nazw w motoryzacji.
