Двигатель шестицилиндровый v образный: Двигатели V6 и V8 на современных моделях Тойота

Содержание

V-образный двигатель — www.no-regime.com

V6 — это перенаправление на эту статью. Чтобы узнать о одноименном рельсовом транспортном средстве, см. Variobahn # V6 .

V-образный двигатель Laurin & Klement A с 1905 года

Вырезанная модель двенадцатицилиндрового V-образного двигателя: авиационный двигатель V12 Daimler-Benz DB 605 с подвесными цилиндрами («A-двигатель»)

Чертеж двигателя V6 в разрезе

Шатуны авиационного двигателя V8
(Renault 8Gd с 1917 г.)

Трехцилиндровый V-образный двигатель Honda

V- образный двигатель (ранее называемый также вилка двигателем ) является конструкцией поршневого двигателя возвратно — поступательного движения с несколькими цилиндрами . Они разделены на две группы цилиндров, которые расположены под углом ( «угол крена» ) друг к другу. После рядного двигателя это самая распространенная конструкция двигателя.

содержание

1 описание
- 1.1 180 ° V двигатель
2 обозначения
3-х цилиндровое расположение
4 приложение
5 плюсов и минусов
6 «нестандартных» V-образных двигателей
7 литература
8 веб-ссылок
9 комментариев
10 индивидуальных доказательств

описание

В классическом V-образном двигателе два ряда цилиндров «стоят» на картере ниже, наклонены друг к другу под углом крена . Реверсивная установка также была характерна для авиационных двигателей, в которых блоки цилиндров расположены «висящими», так как это поддерживает низкий центр тяжести . В частности, в более старых описаниях он часто упоминается как «А-двигатель», хотя это не отдельная конструкция двигателя. Видимость пилота меньше закрывается выхлопными газами, а шасси менее высокое для данного диаметра винта .

Угол наклона скамейки сильно влияет на величину сил инерции и ограничен пространством для установки сбоку. На практике, чтобы воспользоваться преимуществами V-образной компоновки, требуется минимальный угол наклона скамьи. Чтобы сохранить небольшой угол крена, ножки цилиндра могут быть смещены наружу; тогда оси цилиндров пересекаются под коленчатым валом. Углы скамейки, показанные до сих пор, начинаются примерно с 10 ° у Lancia Appia и Röhr 8 . В так называемых двигателях VR, то есть V-образных двигателях с очень малым углом крена (<15 °), два ряда обычно имеют общую головку блока цилиндров.

Угол наклона скамьи может достигать 180 °. Затем говорят о V-образном двигателе 180 °. Такие двигатели отличаются от оппозитных двигателей тем, что коленчатый вал имеет другое смещение (см. Следующий раздел ).

В V-двигателе, шатуны двух противоположных цилиндров установлены рядом друг с другом на шатунную шейку в виде коленчатого вала смещения, который приводит к небольшому смещению цилиндров. Точно противоположные цилиндры требуют использования шатунов вилки ( Harley-Davidson ) или соединительных тяг . Из-за кинематики соединительные штоки вызывают неравномерный ход поршня в двух рядах цилиндров. Однако результирующую разницу в сжатии можно компенсировать с помощью поршней. Шатуны вилки более сложные и, следовательно, более дорогие.

Иногда также строились V-образные двигатели с нечетным числом цилиндров, например, с мотоциклами V3 ( Honda NS 400 R ) и V5 ( Honda RC211V ). VW использовал в Golf IV процесс, называемый пятицилиндровым двигателем V5 — VR .

В случае автомобильных двигателей цель всегда заключалась в том, чтобы интервалы зажигания между цилиндрами были одинаковыми для обеспечения плавности хода. В четырехтактных двигателях — угол поворота коленчатого вала — равен 720 °, разделенному на количество цилиндров, поскольку каждый цилиндр срабатывает один раз при двух оборотах коленчатого вала. У V8 интервал воспламенения составляет 90 °, у V6 — 120 °. Если угол крена не кратен интервалу зажигания, вам потребуются другие пальцы кривошипа. Они могут располагаться рядом друг с другом, если они не слишком сильно смещены ( двигатель PRV с 1985 года), соединены с промежуточной щекой (Ford V4), иногда для каждого цилиндра делается отдельный смещение коленчатого вала ( Lancia Aurelia, Mitsubishi 3000GT), что длина двигателя увеличена.

Наиболее распространенный угол крена составляет 90 ° почти для всех V8 и V4, многих V6 (идеальным будет 60 °) и некоторых двигателей V10 (идеальным будет 72 °). По производственным причинам предпочтительно использовать двигатель V8 с углом крена 90 ° в качестве основы для серии V-образных двигателей с разным количеством цилиндров (например, V6, V8 и V10), поскольку все двигатели в значительной степени могут быть изготовлены. на одних и тех же производственных линиях, и есть преимущества в стоимости в результате использования идентичных деталей. Примерами этого являются двигатели V6, V8 и V10 FSI от Audi и двигатели V6 и V8 от Mercedes-Benz ( Mercedes-Benz M112 ). Различные V6 и почти все V12 имеют угол крена 60 °. Вряд ли есть V6 с углом 120 °, потому что двигатель тогда очень широкий.

В случае больших двигателей и двигателей для специальных применений (например, для гонок) другие аспекты часто имеют решающее значение для выбора угла скамейки, например, доступность для работ по техническому обслуживанию, требования к пространству или высота центра тяжести. В связи с порядком стрельбы угол крена также влияет на характеристики двигателя (широкий диапазон используемых скоростей или максимальная мощность двигателя).

Двигатель 180 ° V

Наброски V-180 ° (слева) и Boxer (справа)

Помимо двигателя VR, особым случаем является V-образный двигатель с углом крена 180 °. При типичной установке двух шатунов на общий шатун кривошипа это называется «V-образный двигатель 180 °». Если, с другой стороны, шатуны противоположных цилиндров установлены на собственных ходах коленчатого вала, которые смещены друг от друга на 180 °, то это оппозитный двигатель . Из-за лучшего баланса масс оппозитного двигателя двигатели с V-образным вырезом 180 ° строятся редко, в основном это многоцилиндровые гоночные двигатели с высокими оборотами.

У двенадцатицилиндровых двигателей ход коленчатого вала устроен аналогично рядному шестицилиндровому. Таким образом, независимо от угла установки цилиндров, все инерционные силы и моменты первого и второго порядка полностью сбалансированы, поскольку двигатель можно рассматривать как двойной R6. Для равномерных интервалов стрельбы угол крена должен быть кратен 60 °. (60 ° обычно для автомобилей, 180 ° для гоночных и спортивных автомобилей. 120 ° не используются, потому что тогда два цилиндра сработают одновременно). Примерами спортивных автомобилей с 180 ° -V12 являются Mercedes-Benz C291, Ferrari Testarossa или Porsche 917 .

Обозначения

V-образные двигатели обычно обозначаются указанием количества цилиндров, с предшествующей буквой «V» для обозначения конструкции двигателя и добавленным числом для числа цилиндров. Таким образом, «V12» обозначает двенадцатицилиндровый V-образный двигатель. Напротив, число, за которым следует буква «V», обычно обозначает двигатели с многоклапанной технологией, т.е. более двух клапанов на цилиндр, например B. «16V» обозначает четырехклапанный четырехцилиндровый двигатель . Поскольку в последние два десятилетия мультиклапанная технология становится все более и более распространенной, эта информация больше не выделяется как особая характеристика, а используется только в качестве справки в технических данных.

Расположение цилиндров

3 6
2 5
1 4

Расположение видно из передней части автомобиля в двигателе V8, установленном продольно спереди (DIN 73021):

Kraftabgabe
4 8
3 7
2 6
1 5

заявление

V-образные двигатели широко используются, особенно с большим количеством цилиндров и ограниченным пространством для установки. Автомобильные двигатели с 8 и более цилиндрами в настоящее время являются почти исключительно V-образными двигателями.

Двигатели V6, V8 или V12 преимущественно используются в автомобилях с V-образными двигателями. Двигатели V4 не смогли зарекомендовать себя в секторе легковых автомобилей из-за худшего баланса масс по сравнению с рядными двигателями и более высоких производственных затрат, как и двигатели V2, даже если раньше двигатели V4 (Ford, SAS ) и иногда двигатели V2 (в основном в Voiturettes и других небольших транспортных средствах, таких как Morgan Threewheeler). Первые серийные двигатели V4 были установлены на Lancia Lambda с 1922 года, а первые двигатели V6 с 1950 года на Lancia Aurelia . V-образный двигатель также использовался в американо-американских автомобилях, таких как Ford V8 с 1932 года, до маслкаров 1960-х годов, таких как Ford Mustang, Pontiac GTO или AMC Javelin . Двигатели V10 используются в отдельных моделях автомобилей, таких как Lamborghini Gallardo или VW Touareg V10-TDI — еще чаще в автоспорте . BMW M5 от в E60 / E61 серии также имели V10.

Двигатели V4 довольно часто встречаются в мотоциклах, включая Yamaha Vmax, Honda Pan European, Honda VFR 1200 F или Aprilia RSV4 . Motus MST / MSTR, в настоящее время доступный только в США, приводится в движение продольно установленным двигателем V4 под углом 90 ° с управлением клапаном OHV, техническая концепция которого соответствует двигателю V8 американской конструкции, который был уменьшен вдвое и уменьшен до 1650 см³. . Laverda V6, который был изготовлен всего в двух прототипах, является исключением .

Двигатели V2 обычно используются в мотоциклах Ducati, Moto Guzzi, Harley-Davidson и Indian . Нерегулярный порядок включения V-образных двигателей в значительной степени способствует возникновению характерного шума при движении мотоциклов. Специальная конструкция двигателя V2 исторического мотоцикла Iver Johnson обеспечивает равномерную последовательность зажигания и, таким образом, создает звук выхлопа параллельного сдвоенного двигателя.

Доля V-образных двигателей больше в грузовых автомобилях (грузовиках, автобусах), здесь устанавливаются двигатели V6 и V8, изредка также двигатели V10. Двигатели V8, V12, V16, V18 и V20 используются для приводов кораблей и локомотивов, причем версия V18 является самым редким вариантом. Дизельные двигатели V12 долгое время были обычным явлением в танках, а некоторые до сих пор ( Леопард 2, Т-90 ). В самолетах также применялись V-образные двигатели, иногда в перевернутом виде: ряды цилиндров подвешены, коленчатый вал находится сверху.

Двигатель V2 Mazda R360 Coupé
Двигатель V4 САС-965А «Сапорошез»
Двигатель V6 Lancia Flaminia Coupe
двигатель Tatra 87 V8 с
воздушным охлаждением
разрезать Daimler-Benz DB 601, двигатель V12 с подвесными цилиндрами.
Ford «Flathead», первый серийный двигатель V8.
12-цилиндровый V-образный двигатель на барже
Двигатель Harley-Davidson 45 ° V2 — Twin Cam 88

Плюсы и минусы

К преимуществам V-образного двигателя по сравнению с рядным двигателем с таким же количеством цилиндров можно отнести:

Более короткая общая длина
Половина количества ходов коленчатого вала (за исключением некоторых двигателей V4 и V6) по сравнению с рядным двигателем и, следовательно,
меньшее трение, что считается преимуществом, особенно в гоночных двигателях
лучшее охлаждение, особенно головок цилиндров и особенно с воздушным охлаждением

Компактный дизайн экономит материал и, следовательно, вес. V12 с шестиконечным коленчатым валом лишь немного длиннее рядного двигателя с шестью цилиндрами.

V-образный двигатель сложнее рядного двигателя с таким же количеством цилиндров, потому что:

некоторые узлы необходимо продублировать, например ГБЦ и распредвалы (если они сверху)
более сложная форма картера .
Часто в автомобилях требуются две выхлопные линии, которые занимают дополнительное место.
плохой баланс сил инерции (до V4) и моментов инерции (V4 и V6).

Недостатки смягчаются, например, двигателями VR, такими как Lancia Fulvia (угол крена 13 °) или двигателем VW VR6 (угол крена 15 °) с общей головкой блока цилиндров для обоих рядов цилиндров и только одним коллектором.

Американские двигатели V8 обычной конструкции ( Big Block и Small Block ) имеют только один центральный распределительный вал, который расположен в верхней части блока цилиндров между рядами цилиндров и управляет клапанами с помощью толкателей, бамперов и коромысел. .

Двигатели V4 и V6 часто используются в легковых автомобилях вместо рядных двигателей R6 , поскольку они короче и не такие высокие. К недостаткам относятся вибрации и более грубый звук на высоких оборотах двигателя из-за моментов свободных масс. Из-за несимметричного в продольном направлении коленчатого вала возникают моменты свободных масс первого и второго порядка. Уравновешивающий вал, вращающийся в противоположных направлениях, может компенсировать свободный момент инерции первого порядка. Оставшийся свободный момент инерции второго порядка мал. Поскольку компенсация была бы дорогостоящей, это не делается.

В четырехтактных двигателях V8 с углом крена 90 ° инерционные силы и моменты первого и второго порядка могут быть полностью компенсированы — независимо от угла крена — с помощью V12 и очень редкого V16. Практически полное уравновешивание масс приводит к очень плавному ходу.

Оригинальная конструкция V8 имеет угол ряда цилиндров 90 ° и коленчатый вал с четырьмя кривошипами, которые смещены на 180 ° в одной плоскости (отсюда и название « плоская конструкция», коленчатый вал соответствует конструкции R4). Коленчатый вал прост и недорог в изготовлении. Требуется меньше противовесов, что делает двигатель легче и увеличивает обороты. Однако при такой конструкции возникают свободные силы инерции второго порядка и, следовательно, больше вибраций. Все двигатели V8 до 1925 года были плоскими двигателями. Сегодня этот дизайн по-прежнему используется в гонках и в Ferrari .

Коленчатый вал с крестообразным шлицем

В конструкции V8 с поперечной плоскостью первый и последний кривошипы коленчатого вала находятся в одной плоскости, а два средних кривошипа — в плоскости, перпендикулярной ему. В направлении продольной оси кривошипы образуют крест. Кросс-самолет -Kurbelwellen гораздо сложнее в фильеру, чтобы выковать на плоскую плоскость и, как правило, отбрасывать . Однако они предлагают то преимущество, что свободные силы инерции 1-го и 2-го порядка и свободный момент инерции 2-го порядка уравновешивают друг друга независимо. Возникает свободный момент инерции первого порядка, который можно компенсировать парой противовесов на коленчатом валу. Полный баланс сил и моментов инерции обеспечивает очень плавную работу двигателя. Конструкция была представлена в 1915 году, но только в 1923 году Cadillac и 1924 Peerless выпустили на рынок первые серийные двигатели этого типа. Его недостаток состоит в том, что зажигания — а, следовательно, такты впуска и выпуска — происходят не поочередно в левом и правом рядах цилиндров, а скорее нерегулярно. Это неблагоприятно для хорошего наполнения цилиндров и равномерного распределения смеси или воздуха для горения по всем цилиндрам, но с этим можно справиться с помощью соответствующей конструкции впускного коллектора . Это также создает акустически характерный шум выхлопа («лепет V8»). При высокой мощности двигателя, например, в гонках, эта конструкция требует сложной выхлопной системы .

«Нерегулярные» V-образные двигатели

Коленчатый вал двигателя V6 M 112 от Daimler-Chrysler примерно с 1998 по 2005 год — с углом ряда цилиндров 90 градусов и смещением шатунной шейки на 30 градусов каждый

Чтобы добиться равномерной последовательности зажигания, несмотря на то, что угол крена не соответствует интервалу зажигания, некоторые конструкции отклоняются от обычного требования размещения двух шатунов на широком шатуне — для одного поршня в каждом ряду.
Вместо этого эти двигатели направляют каждый поршень на его собственный шатун. Для этого требуется более сложный коленчатый вал с переплетением, хотя обычно между шатунами шатунов кривошипа не устанавливаются дополнительные коренные подшипники.

Примерами таких V-образных двигателей с раздельными шатунами являются почти все двигатели V4 и многие двигатели V6. Четырехцилиндровые четырехтактные двигатели имеют интервал зажигания 180 °, у V-типа угол крена должен составлять 180 °. Поэтому двигатели V4 от Ford имеют смещение кривошипа 120 ° при угле крена 60 °. Двигатель V4 от SAS-965 в Saporisky Awtomobilebudiwny Sawod имеет угол 90 ° в банке и соответствующий 90 ° кривошипного пальца смещение. Шестицилиндровые двигатели имеют интервал зажигания 120 °. Как V-образные двигатели с углом крена 120 °, они были бы слишком широкими. Шестицилиндровые двигатели были построены с меньшим углом крена около 60 °, а интервал зажигания был уравновешен за счет соответствующего смещения кривошипа.
Многие шестицилиндровые V-образные двигатели были разработаны с углом крена 90 °, потому что блоки должны были обрабатываться на передаточных линиях, запланированных для двигателей V8; Например, двигатель PRV, двигатель Citroën Maserati для Citroën SM и Maserati Merak или Mercedes-Benz M112 . Если бы такой двигатель не имел смещения кривошипа, интервал зажигания был бы неравномерным. В 1985 году, через 9 лет после своего появления, двигатель PRV получил кривошипные шейки Mercedes-Benz M112, смещенные на 30 °, чтобы компенсировать это. Двигатель Citroën-Maserati не имел смещения шейки коленчатого вала и поэтому работал относительно грубо.
В дизельных двигателях V6 серии Mercedes-Benz OM642 угол ряда цилиндров был увеличен с 60 °, обычных для двигателей V6, до 72 °, чтобы лучше разместить вспомогательные агрегаты, такие как водно-масляный радиатор, в более широком пространстве между ними. банки; Здесь также пальцы кривошипа смещены соответствующим образом, чтобы обеспечить равномерный интервал зажигания.

Двигатели V8 того же периода постройки не имеют этой особенности. Здесь использовались штатные V-образные конструкции с углом крена 90 градусов и неустановленными шатунными шейками коленчатого вала.

С другой стороны, дизельные двигатели V8 серий OM 628 и OM 629 имеют угол крена всего 75 градусов вместо 90, чтобы не быть слишком широким. Следовательно, кривошипные шейки коленчатых валов также смещены. Двигатели также имеют балансирный вал.

Иногда нерегулярные V-образные двигатели также используются на мотоциклах, например, Honda VFR 750 и 800 на V-4 со смещением шатуна на 180 градусов.

литература

Ян барабанщик: Автомобиль и его технологии. 1-е издание, Motorbuch-Verlag, Штутгарт 1992, ISBN 3-613-01288-X .
Ханс Йорг Лейхаузен: Магистерский экзамен по автомобильной торговле, часть 1. 12-е издание, Vogel Buchverlag, Würzburg 1991, ISBN 3-8023-0857-3 .
Герт Хак: делай машины быстрее. 11-е издание, Motorbuch-Verlag, Штутгарт 1980, ISBN 3-87943-374-7 .
Ричард ван Басхуизен, Фред Шефер: Справочник «Основы двигателя внутреннего сгорания, компоненты, системы, перспективы». 3-е издание, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Висбаден 2005, ISBN 3-528-23933-6 .

веб ссылки

Commons : V-Motors — Коллекция изображений, видео и аудио файлов.

Замечания

↑ Это не соответствует определению в стандарте DIN 1940, издание от декабря 1976 года.
↑ В стандарте DIN 1940 двигатели внутреннего сгорания; Термины, знаки, агрегаты с марта 1958 года, такого различия нет, там V-образный двигатель и V-образный рядный двигатель объясняются следующим образом: Расположение цилиндров в двух плоскостях, которые образуют угол друг с другом и пересекаются линия проходит через ось коленчатого вала или параллельно ей лежит.

Индивидуальные доказательства

↑ J. Königstedt et al .: Новый двигатель V10 FSI от Audi. 27-й Международный Венский автомобильный симпозиум 2006.
↑ Майкл Тжесневски: Драйв . Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, Висбаден 2017, ISBN 978-3-658-15534-6, 3 потери, параграф «Трение в кривошипно-шатунном механизме», DOI : 10.1007 / 978-3-658-15535-3 .
↑ плоский коленвал. Ferrari, доступ к 16 января 2014 .
↑ ^a^b Эдуард Кёлер, Рудольф Флиерл: Двигатели внутреннего сгорания . Механика двигателя, расчет и конструкция поршневого двигателя. 6-е издание. Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1486-9, 5.2 Кривошипный привод, параграф «g) Примечания к двигателю V8» .
↑ https:e31.de/engines.html Раздел: Шестицилиндровый V-образный двигатель
↑ http:joe-ca-r.de/resources/_wsb_503x449_IMG_0088.JPG открыл Ford-Essex-V6 с углом крена 60 ° и смещенными пальцами кривошипа
↑ https:shop.bergmann-motorentechnik.com/media/catalog/product/cache/1/small_image/170x/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/z/_/z_ndverteilerkappe_merak_2. jpg Крышка распределителя для неравномерного интервала зажигания

Способы строительства двигателей внутреннего сгорания

Радиальный двигатель |
Рядный радиальный двигатель |
Многоканальный радиальный двигатель |
Роторный двигатель |
Двигатель с наклонной шайбой

v образный двигатель

История автомобиля может служить своеобразной демонстрацией пытливости и настойчивости человеческого ума. Казалось бы, изобрели в 1883 году Даймлер с Майбахом двигатель внутреннего сгорания (одноцилиндровый), так пользуйтесь люди. Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней. И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

Содержание

О ДВС и его типах
О конструкции V образного двигателя
Появление v образного двигателя
V образный мотор на мотоцикле
V образный дизель

О ДВС и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный. Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования. Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

А как только число цилиндров становится больше одного, возникает вопрос, об их расположении. Невзирая на то, бензиновый это или дизельный двигатель, возможны такие варианты:

рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал. Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

1- рядный; 2 – V образный; 3 – оппозитный; 4 – совмещенный V образный и рядный двигатель; 5 – W образный; 6 – совмещенный в W образной компоновке.

Для каждого из перечисленных вариантов свойственны свои достоинства и недостатки, но в настоящий момент более подробно будут рассмотрены V образные двигатели.

О конструкции V образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фото

Даже беглого взгляда достаточно для понимания, какое это сложное изделие. Тем не менее, его можно считать закономерным этапом в развитии, которое прошел двигатель, в первую очередь, имея ввиду его практическое использование для автомобиля и мотоцикла.

После того, как резервы роста мощности, заложенные в увеличении диаметра цилиндра, были исчерпаны, стало расти их число. Тогда мотор начали делать с использованием нескольких цилиндров. Проще всего их оказалось разместить в ряд друг за другом. Так появился рядный двигатель, как бензиновый, так и дизельный.

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность. Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался. В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

Борьба за компактность привела к тому, что родился V образный двигатель, в нем цилиндры размещены под углом. Такое расположение позволило решить как минимум две задачи:

уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
увеличить число цилиндров в одном моторе.

Однако следствием такого технического решения стало усложнение конструкции силового агрегата. Если для рядного требуется один блок цилиндров и один газораспределительный механизм, то для V образных силовых агрегатов их число увеличивается как минимум вдвое. Это приводит к значительному усложнению производства.

Кроме уже отмеченных, есть и другие недостатки, присущие V образной компоновке, но они тем или иным способом решаются, и на сегодняшний день такой силовой агрегат является чрезвычайно распространенным в мире моторов. В то же время, кроме использования на легковом автомобиле у таких моторов есть и другие варианты применения, для примера можно остановиться на следующих:

V образный мотор на мотоцикле

Особого внимания заслуживает оппозитный двигатель как разновидность V образного. Такая его конструкция оказалась подходящей для мотоцикла, хотя некоторые производители применяют его в автомобилях.

Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора. Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов. Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

Конечно, у мотоцикла есть свои, присущие только ему особенности, но это не имеет отношения к его типу. А V образные многоцилиндровые, в том числе и оппозитные моторы, используемые при создании мотоцикла, не собираются уступать свое место другим.

V образный дизель

На сегодняшний день наибольшей популярностью в Европе пользуются автомобили, в которых применяется дизельный силовой агрегат. Обусловлено это его высокой экономичностью, а также отличными эксплуатационными показателями. Как пример можно привести дизельный двигатель TD6.

По своим техническим характеристикам он соответствует самым высоким требованиям, этот дизельный мотор имеет шесть, расположенных по V образной схеме, цилиндров, общий объем может составлять до 2,7 литров, он способен развивать мощность до двухсот семи л.с., обеспечивая крутящий момент до четырехсот сорока Нм. При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Не касаясь других его характеристик, используемых в конструкции технических решений, стоит просто отметить, что по экспертным оценкам подобный дизельный силовой агрегат является несомненным лидером в классе шестицилиндровых V образных дизелей.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат. Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34. Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.

За не такую уж и длительную историю развития ДВС, были разработаны разные его модификации, отличающиеся различным исполнением и сложностью. Тем не менее, несмотря на все имеющиеся трудности в производстве и недостатки конструкции, V образный двигатель в настоящее время является одним из самых массовых вариантов ДВС.

В образный двигатель в каких авто

6-цилиндровые двигатели ассоциируются с некоторыми из самых лучших автомобилей всех времён, так каким же образом кардинально отличаются V-образные моторы от своих рядных братьев?

6-цилиндровые моторы устанавливались в некоторые модели, со временем ставшие по-настоящему легендарными, среди которых есть Jaguar E-Type, Toyota Supra и BMW M3, где под капотом стоят рядные моторы, а также Honda NSX, GT-R R35 и Lancia Stratos с двигателями, имеющими V-образную компоновку. К сожалению, золотое время рядных шестёрок подошло к концу, так как всё в наше время всё чаще производители используют именно моторы типа V6, причём как в обычных моделях, так и в их заряженных версиях. Так в чём же преимущества и недостатки каждой схемы, и почему V6 сейчас доминирует?

Преимущества рядных шестёрок

В первую очередь, как и любой рядный двигатель, такие шестёрки довольно просты и надёжны. Блок цилиндров изготавливать проще, да и в отличие от V-образных моторов во втором комплекте ГБЦ и распредвалов нет необходимости. Вместо использования четырёх коротких распредвалов рядная шестёрка может довольствоваться двумя длинными валами.

Простота таких моторов также важна при ремонте, так как на рядном двигателе легко можно подобраться к любой свечи зажигания, проводам и прочим элементам при плановом обслуживании, что делает любую рядную шестёрку хорошим товарищем механика.

Но самое большое преимущество — балансировка двигателя. При обычной схеме работы таких моторов цилиндры двигаются парами со своим «отражением в зеркале» с другой стороны мотора. Сначала работают 1 и 6, затем — 2 и 5, а заканчивают такт 3 и 4.

Когда поршни 1 и 6 находятся в верхней мёртвой точке, другие поршни равномерно расположены под углом в 120 и 240 градусов соответственно относительно рабочего цикла, благодаря чему возвратно-поступательные движения сами уравновешивают мотор.

Благодаря этому они плавно развивают обороты, чем и прославились двигатели вроде S50 и RB26.

Недостатки рядных шестёрок

К сожалению, есть множество причин тому, что рядные шестёрки сейчас вымерли. Размещение такого мотора всегда вызывало вопросы, так как из-за дополнительных цилиндров установить такой мотор вдоль можно не под каждый капот.

Если же ставить его поперечно, то не остаётся места для трансмиссии и приводов, которые нужны при использовании на переднеприводных моделях.

А так как производители стараются делать максимально универсальные моторы для применения на множестве моделей, длинные «рядники» им просто не нужны.

Кроме того, у длинного мотора и его компонентов страдает жёсткость по сравнению с более компактными моделями. Длинные распредвалы и коленвалы слегка прогибаются во время вращения, а блок цилиндров не такой жёсткий, как у тех же V6. Размеры рядной шестёрки также плохо влияют на центр тяжести автомобиля, так как он расположен несколько выше, чем более компактные модели.

Преимущества V6

Существующие в 60- или 90-градусных вариантах, V6 до сих пор можно найти в огромном количестве заряженных моделей, а благодаря установке турбин такие моторы легко развивают 500 лошадиных сил, как у MY17 GT-R или технологичного NSX. V6 также использовались и на других платформах, среди которых — Mondeo ST200, так что универсальность также является огромным плюсом таких моторов.

Из-за более компактных параметров такой мотор можно поставить в куда большее количество моделей из линейки производителя, что снижает стоимость на тестирование других вариантов двигателей.

А свободное место, сэкономленное размерами двигателя, может быть использовано для установки различных видов нагнетателей.

Переднеприводные модели также могут использовать V6 в качестве мотора, что может привести к появлению действительно крутых моделей вроде MG ZS180 с двигателем Rover KV6 под капотом или Mazda MX-6, на второе поколение которой ставили 2,5-литровый V6.

Таким образом V6 позволяет компаниям без проблем создавать мощные версии скучных моделей с 4-цилиндровыми моторами без серьёзных изменений размеров кузова или компоновки моторного отсека.

Недостатки V6

У таких моторов пусть и такое же количество цилиндров, как у рядного собрата, но V6 совсем не так хорошо сбалансирован.

По сути созданный из двух рядных 3-цилиндровых двигателей, любой V6 требует специальных балансировочных валов, которые будут уравновешивать мотор во время его работы.

Без таких балансировочных валов на коленвал действовали бы огромные вибрации, создаваемые подобным мотором при возвратно-поступательных движениях.

Балансировка двигателя ухудшается с ростом объёма такого мотора (длинный ход поршня) и увеличением размера цилиндра (так как растёт масса поршня).

Противовесы в таком случае также добавляют сложности в строение двигателя и процесс производства, увеличивая его стоимость.

Например, у DOHC V6 должно быть 4 распредвала и 24 клапана, а дополнительные балансировочные валы, расположенные в каждой ГБЦ, лишь добавят сложности при обслуживании и обеспечат головную боль тому, кто решиться туда залезть.

Хотя многие автолюбители и жаловались на отсутствие современных рядных шестёрок, в скором времени всё может кардинально изменится.

Совсем недавно Mercedes-Benz представили новый мотор подобной компоновки, который будет использовать 48В-аккумулятор для питания навесного оборудования и помощи трансмиссии.

И даже при подобном возрождении рядных шестёрок советую вспомнить, что BMW сделали себе имя именно 4-цилиндровыми моторами, в том числе на моделях M3 и 2002.

При отсутствии рядных шестёрок V6 полностью заняли их место на рынке, и потребуется время для изменения ситуации. Но с таким разнообразием моделей, использующих V6, трудно сомневаться в потенциале таких моторов, который можно раскрыть небольшими доработками.

А двигатель какого формата предпочитаете именно вы? Хотите ли вы увидеть возвращение рядных 6-цилиндровых моторов под капоты современных спортивных автомобилей? Излагайте свои мысли по этому поводу в х!

Подпишись на наш Telegram-канал

V образный автомобильный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом.

Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.

Немного истории

Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с.

Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра.

Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.

Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:

большой вес;
ограничение мощности;
недостаточную сбалансированность и др.

В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.

Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.

Особенности конструкции

Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.

Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга. В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.

Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.

Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:

v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента.

Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон.

При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.

Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :

повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
увеличивает срок службы мотора;
позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.

Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:

высокую стоимость;
большой уровень вибраций;
сложности при балансировке и др.

Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.

Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.

Перспективные разработки

Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.

Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:

Оппозитные силовые агрегаты

Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов. Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными.

Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru.

Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.

Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.

Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычныхŸ малым углом развала цилиндров (15 градусов) иŸ наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.

Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.

Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др. ). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).

Типы ДВС: плюсы и минусы V-образного двигателя

V-образным называется двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого размещены напротив друг друга наподобие латинской буквы «V». В зависимости от количества цилиндров, такие двигатели могут быть четырех, пяти, шести, восьми, десяти и двенадцатицилиндровыми. Также подобные силовые установки различаются в зависимости от угла наклона цилиндров.

V-образный двигатель

Первые V-образные двигатели эволюционировали от четырехцилиндровых рядных моторов. В начале ХХ века, когда автомобили в основном оснащались трех и четырехцилиндровыми силовыми установками, наибольшей проблемой таких моторов был их вес и размер, а также – несбалансированность, что приводило к возникновению вибраций, которые передавались на кузов и делали поездки малоприятными.

В 1905 году в Соединенных Штатах была запатентована новая технология производства двигателей – с V-образным расположением цилиндров. У такого мотора было четыре цилиндра, которые размещались друг напротив друга под определенным углом.

По сути, это был тот же рядный четырехцилиндровый двигатель, который распилили пополам и получившиеся половинки объединили в один агрегат в форме латинской буквы «V».

Таким образом, конструкторам удалось нивелировать два недостатка рядных двигателей – вес и размер, так как V-образный мотор занимал меньше места под капотом в длину и меньше весил.

Вместе с тем, в габаритном отношении у этого агрегата был свой недостаток — ширина: в длину он меньше рядного, а вот в ширину – больше. Однако, стараясь уменьшить именно длину подкапотного пространства, инженеры начали разрабатывать и совершенствовать V-образные моторы, делая их компактнее и сбалансированнее.

V-образный 10-цилиндровый мотором объемом 5,2 литра.

Немаловажное значение в конструкции таких силовых установок имеет угол, под которым цилиндры размещают друг напротив друга. История подобных двигателей знает немало агрегатов, где угол развала цилиндров составлял от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных испытаний конструкторы выяснили, что наиболее приемлемым вариантом размещения цилиндров являются углы в 45°, 60° и 90°. Большинство современных V-образных моторов как раз имеют такие значения углов расположения цилиндров.

Компактность расположения мотора позволила конструкторам увеличить объем цилиндров, так что подобные силовые установки редко имеют объем менее 3 литров.

Несмотря на явные конструктивные преимущества подобных моторов, они, тем не менее, имеют и свои недостатки. Речь – о несбалансированной конструкции некоторых V-образных двигателей, например, шестицилиндровых.

Для того, чтобы сбалансировать такой двигатель, приходится устанавливать дополнительные противовесы на коленвал, что, соответственно, увеличивает массу агрегата.

Более сбалансированными двигателями из этой категории считаются восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровые моторы.

Последние, кстати, имеют практически и идеальную балансировку в силу того, что представляют собой, по сути, два рядных шестицилиндровых мотора, объединенных в одну композицию. А, как известно, именно шестицилиндровый рядный агрегат имеет самую уравновешенную конструкцию и наименее подвержен инерциями первого и второго порядка.

Суперкар Lamborghini Aventador оснащается V-образным 12-цилиндровым двигателем выдающим 700 лошадиных сил.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

«Линейка двигателей представлена рядным 4-цилиндровым агрегатом объёмом 2,5 л и 3,5-литровым V6», — гласит рекламный проспект какой-нибудь Toyota Camry. А чем отличаются эти моторы, кроме количества «кубиков» и лошадиных сил? Почему в «Безумном Максе» молились богу V8, и что особенного в «оппозитниках» Subaru? Просто о сложном: разбираем на пальцах особенности автомобильных двигателей.

Компоновка. Продольно или поперечно

Прежде чем говорить о конструкции двигателей, нужно упомянуть о компоновке автомобиля — ведь именно она во многом определяет, какой мотор будет установлен под капотом. Хотя не всегда под капотом: существуют автомобили (в основном спортивные) со средне- и заднемоторной компоновкой, но у большинства гражданских машин двигатель всё-таки находится впереди. О них и поговорим.

Продольное расположение двигателяПродольное расположение двигателя

Мотор может располагаться в машине продольно или поперечно. Первую схему называют классической, она характерна для автомобилей с задними приводом (или полным, но на основе заднего).

Продольная схема почти не накладывает ограничений на размеры силовой установки, как и трансмиссии — коробка передач может быть огромной, с большим запасом прочности, и заканчиваться хоть в центре машины. Такая компоновка характерна для больших автомобилей с мощными двигателями и КПП: грузовиков, внедорожников, премиальных седанов.

Хотя раньше так были устроены почти все машины — взять ту же классическую линейку «Жигулей». Но с массовым внедрением переднего привода понадобилась иная, более компактная компоновка.

Поперечное расположение двигателяПоперечное расположение двигателя

Для переднего привода необходимо устанавливать двигатель не продольно, а поперечно — вместе с коробкой передач он должен разместиться под капотом между лонжеронами.

Ограниченное пространство требует компактности как от трансмиссии, так и от самого мотора, поэтому далеко не все силовые установки подходят для поперечной схемы.

Такая компоновка характерна как для переднеприводных машин, так и для полноприводных, система 4WD которых имеет переднеприводные корни — а это почти все современные кроссоверы.

Разобравшись в особенностях компоновок, можно переходить к самим двигателям.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Рядные двигатели

Классический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6).

Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную.

Но об этом ниже.

Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров.

Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков».

Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.

Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно.

Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата.

Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач. В основном моторы R6 устанавливают продольно.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью.

Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD).

К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.

У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.

Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.

V-образные двигатели

Очевидно, что главная проблема рядного мотора с 6 и более цилиндрами — чрезмерная длина. Как сделать его компактнее? «Распилить», расположив цилиндры в виде латинской буквы V (отсюда и обозначение).

V-образные моторы заметно сложнее рядных: у них две головки блока цилиндров (каждая со своей прокладкой, распредвалами, коллекторами), причудливее схема привода ГРМ.

А ещё «вэшки» вибрируют: V8 чуть меньше, V6 и V10 — сильнее. И лишь грозный V12 уравновешен полностью, как и R6 — по сути, он и представляет собой две рядных «шестёрки», соединённых вместе.

Но встретить V12 можно только на люксовых машинах и суперкарах.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Основа популярности мотора V6 — его универсальность: он достаточно компактен, поэтому может быть установлен как продольно, так и поперечно.

Та же Toyota перестала ставить рядные двигатели серии JZ на свои большие седаны (Mark II, Crown и их производные), перейдя на V-образную серию GR, которую можно встретить на доброй половине модельного ряда: от переднеприводных Camry до внедорожников Land Cruiser Prado. Выпускать универсальные двигатели намного выгоднее, чем специфичные.

Балансировка мотора V6 вызывает определённые сложности у инженеров из-за блуждающих в нём моментов от сил инерции поршней и центробежных сил — чаще всего приходится использовать балансировочные валы, что дополнительно усложняет и без того не самую простую конструкцию двигателя. Угол развала цилиндров у V-образных моторов может быть разным: обычно это 45, 60, 65 или 90 градусов — оптимальные значения с точки зрения вибраций.

Рядно-смещённые двигатели VR и W

Компромиссом между рядной и V-образной схемой стала рядно-смещённая компоновка (VR). Такие моторы активно применяет концерн Volkswagen. VR представляет собой V-образный мотор с экстремально малым углом развала цилиндров (10–20°), что позволяет накрыть их общей головкой блока, как у рядного мотора.

Плюсы такого решения — отказ от второй головки (а значит упрощение и удешевление конструкции) и компактные размеры.

Минусы — чудовищные вибрации: чтобы хоть как-то сбалансировать рядно-смещённый мотор, приходится значительно утяжелять коленчатый вал и маховик, применять балансировочные валы, особые подушки двигателя и другие технические решения.

Из-за этого схема VR не получила распространения у других автопроизводителей, став фирменной чертой автомобилей VAG.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Volkswagen же активно развивал своё «дитя», придумав W-образный двигатель — V-образный мотор из двух блоков VR на одном коленвале. Такие силовые агрегаты встречаются на флагманах VW, Audi и Bentley.

Оппозитные двигатели («боксёры»)

Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8. Хотя свой 6-цилиндровый «боксёр» EZ30 Subaru называет H6.

Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля.

Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции.

А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.

Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».

Вибрации и балансировка двигателей

Что водитель чувствует сразу, так это вибрации двигателя — они ухудшают комфорт и могут весьма серьёзно досаждать пассажирам.

Помимо этого, вибрации снижают надёжность техники, поэтому инженеры тщательно балансируют моторы.

В ход идут противовесы на коленвалах, двухмассовые маховики, продвинутые опоры двигателя, балансировочные валы… Но главное — изначально выбрать удачную конструкцию мотора.

В основном двигатель вибрирует от инерции поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Вспомните, как кивают головой пассажиры при резких разгонах и торможениях — примерно так же ведут себя поршни в конце каждого рабочего такта. В одних двигателях силы инерции и моменты от них взаимно компенсируются, в других остаются свободными, вызывая вибрацию.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Как видно из таблицы, в рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка — не столь неприятная, как первого порядка, но тоже чувствительная.

Характерная дрожь мотора в определённых режимах работы — её «заслуга». В оппозитной «четвёрке» эта сила скомпенсирована, но остаётся свободный момент от неё, стремящийся повернуть двигатель вокруг вертикальной оси.

Хотя его воздействие почти незаметно для водителя.

У двигателя V6 свободных моментов множество, поэтому в нём приходится применять балансировочные валы. Кстати, трёх- и пятицилиндровые рядные моторы идентичны V6 в уравновешенности, несмотря на нечётное количество цилиндров.

Худшие с точки зрения разгула свободных сил и вибраций — одно- и двухцилиндровые моторы, а также детища Volkswagen: двигатели VR5 и VR6. А лучшие, самые уравновешенные двигатели — рядные и оппозитные «шестёрки». Ну и роскошный V12, конечно.

Какой двигатель лучше

Сравнение двигателей — непростая задача, ведь у каждого автомобилиста свои требования и критерии выбора. Одним важнее надёжность и простота обслуживания, другим нужна максимальная мощность, а третьи смотрят прежде всего на расход топлива.

Идеальный мотор должен совмещать все эти преимущества — быть простым и надёжным, мощным и экономичным. Но чаще всего инженерам приходится идти на компромиссы.

Хороший пример сложности прямого сравнения моторов — международный конкурс «Двигатель года» (Engine of the Year), лауреаты которого являются произведением инженерного искусства, но не всегда отвечают запросам реальных автомобилистов.

Удачным получится двигатель, или не очень, определяет множество факторов: общая продуманность конструкции и степень форсировки (количество лошадиных сил на рабочий объём), применённые технические решения и экологические рамки. Но при прочих равных можно сделать общие выводы по компоновке мотора.

Так, рядная «четвёрка» — базовый и самый простой двигатель большинства автомобилей, который должен быть экономичным и недорогим (конечно, бывают и исключения). Трёхцилиндровый «рядник» — бюджетный вариант для малолитражек, но он не так плох, как многие считают.

V6 — агрегат более сложный и дорогой в обслуживании, хотя малофорсированные «вэшки» вполне могут быть «рабочими лошадками». V8 — показатель премиума и единственная возможность разместить сразу 8 цилиндров под капотом современного автомобиля. Рядная «шестёрка» — самая сбалансированная, простая и заслуженно любимая многими компоновка, которая встречается всё реже и реже.

«Боксёры» B4 и B6 — специфичные двигатели, которые, безусловно, имеют свои плюсы и армию фанатов. Ну а с автомобильной экзотикой вроде V4, VR5 или VR6 лучше иметь дело, пока она на гарантии…

www.hyperauto.ru

К другим статьям Гиперавто на «Дзене» →

Двигатели v образного типа, описание появления и использования

Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней.

И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

О двс и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный.

Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования.

Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал. Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

О конструкции v образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фото

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность.

Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался.

В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
увеличить число цилиндров в одном моторе.

V образный мотор на мотоцикле

Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора.

Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов.

Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

V образный дизель

При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат.

Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34.

Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.

Конфигурация двигателя: прямой, V-образный, плоский

В начале 20 века, когда конструкторские разработки были в самом разгаре, двигатель мощностью 10 л мог быть как одноцилиндровым, так и, например, прямая восьмерка. В то время уже никого особо не удивляли 23-литровая рядная шестерка или семицилиндровый звездообразный мотор от самолета, установленный на автомобиль…

Однако рост производственных мощностей, товарооборота и ожесточенная борьба за сокращение стоимость производства расставила все по своим местам. Простейший одноцилиндровый двигатель ушел в далекое прошлое для автопроизводителей. Средний объем цилиндров обычного автомобильного двигателя сейчас составляет от трехсот до шестисот кубических сантиметров. Производительность на литр – от 35 л.с./л у атмосферного дизеля до 100 л.с./л у форсированного бензинового атмосферного двигателя. Это оптимум для серийных двигателей и выходить за его пределы просто невыгодно.

Сегодня 100-сильный двигатель имеет в большинстве случаев четыре цилиндра, 200-сильный один – четыре, пять или шесть цилиндров, 300-сильный – восемь… Но как эти цилиндры расположить? Другими словами, по какой схеме производители могут построить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

Что больше всего волнует дизайнера? Во-первых, вопрос, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и проще в обслуживании. Прямоточный двигатель самый простой. Чтобы получить требуемую мощность, конструкторам необходимо расположить необходимое количество цилиндров в ряд.

Двух- и трехцилиндровые двигатели не часто встречаются в автомобилях, хотя тенденция на двухцилиндровые моторы набирает обороты. Этому способствуют продвинутые смесительные системы и использование турбонаддува (как, например, в 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная четверка попала в самый массовый диапазон мощностей легковых автомобилей — от 1 до 2,4 литра.

Пятицилиндровые рядные двигатели появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz с его дизельными пятицилиндровыми моторами — они появились в 1974 (на модели 300D с шасси W123). Через два года был выпущен пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х такие двигатели делали Volvo и FIAT.

Рядные шестицилиндровые двигатели, которые до недавнего времени были так популярны в Европе, в мгновение ока стали вымирающим видом. А уж о рядной «восьмерке» и речи быть не может — с ним производители практически распрощались еще в 30-е годы. Почему?

Ответ прост. Двигатель удлиняется по мере увеличения числа цилиндров, и это создает массу неудобств в компоновке. Например, втиснуть рядную шестерку через подкапотное пространство переднеприводной машины удавалось в единичных случаях — только английскому Austin Maxi 2200 середины 60-х (тогда конструкторам пришлось прятать коробку передач под двигатель) и на ум приходит Volvo S80 со сверхкомпактной коробкой передач.

Как можно укоротить прямой двигатель? Мы можем «распилить» его пополам, поставить две половинки рядом и заставить их работать на один коленвал. Такие двигатели, у которых цилиндры расположены в форме буквы V, в два раза короче прямых — наиболее распространены двигатели с углом включения 60° и 90°. А V-образный двигатель с углом раскрытия 180°, в котором цилиндры расположены друг напротив друга, называется оппозитным двигателем (или оппозитным — от этого слова происходят обозначения В2, В4, В6 и т. д.).

Такие двигатели сложнее прямоходных — например, у них две головки блока цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов и более сложная конфигурация привода. Да и плоские двигатели тоже занимают много места по ширине. Поэтому используются они довольно редко по соображениям компоновки — производителей оппозитных двигателей можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одним из простых, на первый взгляд, решений является установка угла прилегания блока менее 60°. Действительно, такие двигатели встречались, но редко — можно вспомнить, например, Lancia Fulvia 70-х годов с двигателями V4, угол включения ее блока составлял 23°. Почему не все производители использовали его? Дело в том, что конструктор двигателей всегда сталкивается с другой проблемой — вибрацией.

Сила и крутящий момент

Вообще поршневой двигатель внутреннего сгорания не может работать без вибраций — такова его конструкция. Но бороться с ними необходимо, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушение деталей двигателя — со всеми вытекающими из него вылетающими и выпадающими…

Почему возникают вибрации? Во-первых, в некоторых конфигурациях двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Конструкторы по возможности избегают таких схем или стараются сделать маховик более массивным — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они ускоряются, а затем замедляются, что вызывает возникновение сил инерции — подобных тем, которые заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливать их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе не двигается вверх-вниз, а совершает сложное движение. И возвратно-поступательное движение поршня от верхней мертвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной или учетверенной скоростью вращения коленчатого вала… Этими так называемыми силами инерции высшего порядка обычно пренебрегают — они очень малы по сравнению с основной силой инерции (которому был присвоен первый заказ). Исключением являются силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс пары сил, приложенных на определенном расстоянии, образуют моменты — это происходит, когда силы инерции в соседних цилиндрах имеют разные направления.

Что можно сделать, чтобы сбалансировать силы и крутящие моменты? Во-первых, можно выбрать такую конфигурацию двигателя, в которой цилиндры и кривошипы расположены таким образом, что силы и моменты будут взаимно уравновешивать друг друга — они всегда будут равны и имеют противоположные направления.

Но что делать, если ни одна из сбалансированных схем не подходит — например, по компоновочным соображениям? Затем конструктор может попытаться по-другому расположить шейки коленчатого вала и применить всевозможные противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению уравновешиваемым основным силам. Иногда это можно сделать, поместив противовесы на коленчатый вал двигателя. А иногда – на дополнительных валах, которые называются уравновешивающими валами противовращения. Они называются так потому, что вращаются в другом направлении, чем коленчатый вал. Но это усложняет двигатель и увеличивает его стоимость.

Среди распространенных абсолютно сбалансированных двигателей только два типа – рядная шестерка и оппозитная шестерка. Теперь вы понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие двигатели. И мы уже упоминали причины, по которым другие от них отказываются. Теперь давайте подробнее рассмотрим другие конфигурации.

Сбалансированные и не очень сбалансированные двигатели

Среди двухцилиндровых двигателей на автомобилях сегодня используется только один — двухцилиндровый рядный двигатель с коленчатым валом, у которого кривошипы имеют одно направление (такой, например , устанавливалась на российскую Оку). Как видите, этот двигатель похож на одноцилиндровый с точки зрения баланса, так как оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для уравновешивания свободных сил инерции первого порядка в двигателе «Ока» применялись два вала с противовесами слева и справа от коленчатого вала. А как же силы второго порядка? Чтобы справиться с ними, производителям пришлось бы добавить еще два балансирных вала, что было бы совершенно неуместно на двухцилиндровом двигателе, изначально предназначенном для небольших и дешевых автомобилей.

Впрочем, это еще ничего — очень много двухцилиндровых двигателей выпускалось вообще без балансирных валов. Например, такие устанавливались на маленьком Fiat 500 1957 года выпуска. Да, вибрации были, производитель пытался их гасить подвеской силового агрегата… Но двигатель оказался простым и дешевым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей искушает сегодня разработчиков: не зря эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля на планете – индийского хэтчбека Tata Nano.

В настоящее время двухцилиндровый двигатель, кривошипы которого имеют разные направления (под углом 180°), можно встретить только на мотоциклах. Он лучше сбалансирован, так как поршни в нем всегда двигаются в противофазе. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только в двухтактных двигателях — такие моторы устанавливались на довоенные DKW и их прямые наследники, пластиковые ГДРовские Трабанты. В силу простоты и дешевизны балансирных валов на них тоже не было, и водители просто мирились с возникающими вибрациями.

Вспоминается единственный автомобиль с двухцилиндровым V-образным двигателем – российский НАМИ-1. И до наших дней этот тип двигателя сохранился только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их двигателями V-two во всей их хромированной красе. Такой мотор можно почти полностью отбалансировать с помощью противовесов на коленчатом валу, но добиться равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры не обращают особого внимания на вибрации…

Трехцилиндровый двигатель хуже сбалансирован, чем рядный четырехцилиндровый, поэтому производители трехцилиндровых двигателей, например Subaru и Daihatsu, стараются оснащать их балансирными валами. В свое время конструкторы двигателей Opel решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трехцилиндровый двигатель семейства Ecotec для Corsa второго поколения — с целью снижения стоимости и механических потерь. А трехцилиндровая Corsa подверглась критике со стороны немецких автомобильных журналистов после своего дебюта в 1996: «Абсолютно невозможно ездить по городу на переменных режимах».

Сила инерции второго порядка остается свободной в самом популярном среди разработчиков двигателей рядном четырехцилиндровом двигателе. Его можно сбалансировать только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А чтобы компенсировать крутящий момент от балансирного вала, придется поставить еще один, вращающийся в обратную сторону. Дорогой? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и множестве марок Volkswagen.

Кстати, плоская четверка уравновешена лучше, чем прямоходная — есть только момент от сил инерции второго порядка, стремящийся провернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и оппозитный двигатель с воздушным охлаждением легендарного «Жука», и знаменитые оппозитные двигатели Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Прямые пятерки не очень хорошо справляются с балансом. Силы инерции компенсируются, но момент от этих сил… При работе двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть очень жестким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, модифицируя подвеску силового агрегата или используя специальные противовесы (вроде наддувной пятерки 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только конструкторы двигателей Fiat использовали балансирный вал, который полностью уравновешивал все крутящие моменты.

Кстати, почти все пятицилиндровые двигатели образуются путем добавления еще одного цилиндра к четырехцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Это сделано для того, чтобы получить более мощные двигатели с минимальными затратами на производство и проектирование. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапана и т. д., можно взять от четырехцилиндрового двигателя. Вам понадобится другой блок и ГБЦ и, конечно же, коленчатый вал, кривошипы которого должны располагаться под углом 72°.

Мы уже упоминали шестицилиндровые двигатели, идеальную балансировку. А вот у двигателей V6, которые вытесняют рядные шестерки, ситуация с балансировкой такая же, как и у трехцилиндровых, то есть не так хорошо. Поэтому, например, самый первый двигатель Mercedes-Benz V6 был оснащен балансирным валом в V-образной форме — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. Трехлитровый шестицилиндровый двигатель концерна PSA имел вал в одной из головок блока. На других двигателях того времени инженеры постарались не усложнять конструкцию и постарались свести уровень вибраций к минимуму за счет усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещенного расположения шатунных шеек (как, например, на Audi V6 ).

Добавим сюда еще одно замечание — в двигателях V6 с углом включения 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может быть компенсирована утяжеленным маховиком, но лишь частично. Вот вам еще один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом включения 90° и коленчатым валом, кривошипы которого расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, очень хорошо сбалансированы. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Два момента остаются неуравновешенными, которые можно полностью успокоить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках концевых цилиндров. Вы понимаете, почему американцы ощутили преимущество двигателей V раньше других? Им очень не нравятся вибрации и тряска в их машинах…

Наконец-то можно поговорить о необычных схемах. Во-первых, давайте вспомним двигатели V4. Их было немного — европейская модель Ford 60-х годов (которая устанавливалась на Ford Taunus, Capri и Saab 96) и «чудо-движок» Запорожца. Здесь был задействован уравновешивающий вал для крутящего момента от сил инерции первого порядка. Однако конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбрали эту схему исходя из компактности и отчасти экономии средств, а не из-за хорошей сбалансированности.

А как насчет двигателей V-ten? Степень сбалансированности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Однако конструкторы бывших моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где установлены моторы V10, о вибрациях в первую очередь не думали.

Ну а остальные схемы легко сводятся к предыдущим. Например, плоская восьмерка (пример применения — гоночные автомобили Porsche 917) — это два четырехцилиндровых двигателя, работающих на один коленчатый вал. А V-образные и оппозитные двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным шестицилиндровым двигателям.

VR6, VR5, W12

Вы знаете, мы упоминали V-образные моторы с малым углом включения блока — как на Lancias. Раньше таких схем избегали — их сложнее отбалансировать, чем моторы с углом включения 60° или 90°, да и выигрыш в компактности тогда не так ценился…

Но сейчас ситуация изменилась. Во-первых, широко используются гидроопоры силового агрегата, которые значительно гасят вибрации. Во-вторых, пространство под капотом теперь на вес золота. Ведь кто мог раньше представить себе скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь – вот оно! Все началось с Volkswagen Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый двигатель Volkswagen VR6, «V-образно-прямой» (об этом говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом включения блока. Цилиндры этого двигателя разнесены на еще меньший угол, чем на Lancia — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор еще называют «соосно-прямым». Гениальное решение — шестерка 2,8 компактнее обычного двигателя V6, да еще и с одной головкой блока!

Потом появился двигатель VR5 — это тот самый VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого конструкторы двигателей концерна Volkswagen словно одичали.

Они придумали сверхкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленных под углом 72° на один коленчатый вал. Но до этого в производство поступил двигатель W8, который устанавливался на топовую модель седана Passat. Также есть два двигателя VR6, от которых «отрезаны» два цилиндра и которые также объединены в один блок на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге тоже думали о восемнадцатицилиндровом моторе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, разгоняющем Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Почему раньше таких двигателей не было? Взгляните, например, на коленчатый вал двигателя W12 — такое технологу даже в страшном сне не приснится! Компьютер должен помогать создателям новых схем. Очень сложно обойтись без помощи вычислительных мощностей, чтобы рассчитать все варианты угла включения блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать наиболее сбалансированный.

Теория и практика

Как видите, при выборе схемы силового агрегата конструкторы вообще не ставят во главу угла степень сбалансированности. Главное, удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет иметь наилучшее соотношение веса, размера и мощности. Затем двигатели сейчас все чаще строятся по модульному принципу. Проще говоря, на одной поршневой группе можно построить любой двигатель — и трехцилиндровый, и W12. После Volkswagen все больше производителей переходят на модульные конструкции. Последняя линейка двигателей Mercedes — отличный тому пример.

И вибрации… Во-первых, необходимо различать теоретическую и фактическую балансировку двигателя. Если коленвал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни с шатунами заметно отличаются по весу, то будет трясти даже рядная шестерка. В итоге фактический баланс всегда намного хуже теоретического – по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так вибрации «вырываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя являются не менее важным фактором, чем степень сбалансированности самого мотора…

Это перевод. Оригинал можно прочитать здесь: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e54e1.html

Двигатель V: Введение, Типы, Работа, Применение, Преимущества [с историей]

Двигатель V-Type

Введение Двигатель V

Двигатель V :- Двигатель типа V также называется двигателем Vee, который имеет общую конфигурацию для двигателей внутреннего сгорания. Конфигурация V-образного двигателя состоит из двух рядов цилиндров с одинаковым количеством цилиндров в каждом ряду, соединенных между собой общим коленчатым валом. Ряды цилиндров, в частности, расположены под углом друг к другу, чтобы образовывать из рядов V-образную форму, если смотреть на двигатель спереди. ( Типы двигателей )

Двигатели V имеют более короткую длину по сравнению с любыми другими двигателями и, в частности, по сравнению с рядными двигателями, тогда как компромисс заключается в большей ширине. Наиболее распространенной компоновкой автомобильного двигателя является двигатель V6, V8 или V12 с шестью, восемью или двенадцатью цилиндрами соответственно.

История двигателя V-типа

Первый V-образный двигатель, двухцилиндровый или V-образный, был разработан широко известным человеком Вильгельмом Майбахом, который использовался в 1889 году компанией Daimler Stahlradwagen в автомобиле.

После того, как двигатели V были найдены, в 1903 году был произведен первый двигатель V8, разработанный Леоном Левавассером и использовавшийся в гоночных лодках и самолетах. Первые двигатели V12 были произведены компанией Putney Motor Works в Лондоне, которые также использовались на гоночных лодках. Первый двигатель V6, который был запущен в производство, появился вскоре после 1908 года немецкой компанией для использования в качестве генератора для электрических железнодорожных двигателей.

Значит, не раньше 19 года50, что двигатели V6 использовались в серийном производстве автомобилей. Первый двигатель V6 использовался под углом 60 градусов, чтобы разделить шатунные шейки для каждого цилиндра, чтобы свести к минимуму проблемы с вибрацией, которые возникали при более ранних попытках производства двигателей V6.

Если сравнивать, то надо сказать, что V-образные двигатели имеют значительно меньшую длину, но в то же время они значительно шире. Это эффект, который увеличивает количество цилиндров в двигателе, разница в длине между V-образным и рядным двухцилиндровым двигателями может быть не такой значительной, тогда как двигатели V8 имеют значительно меньшую длину по сравнению с рядными двигателями.

Спецификация двигателя V-образного типа

V-угол или внутренний угол между рядами цилиндров значительно различается в зависимости от двигателя. Существуют различные двигатели, в которых используется V-образный угол почти 180 градусов, такой же, как у плоского двигателя. Это двигатели, которые используются в двигателях Ferrari V12. На другом конце шкалы двигатели V-4 и двигатели VR6 используют небольшой угол всего в 10 градусов, который включает одну головку цилиндров, которая используется обоими рядами цилиндров.

Балансировка двигателя V12 такая же, как и при идеальной первичной или вторичной балансировке. Балансировка двигателя для V-образных цилиндров зависит от таких факторов, как интервал зажигания, противовесы коленчатого вала и наличие уравновешивающих валов.

V-образный двигатель имеет два ряда цилиндров, которые обычно образуют угол 60° или 90° внутри двух рядов. Двигатели V-8 имеют восемь цилиндров, обычно расположенных под углом 90 °, тогда как существуют различные небольшие шестицилиндровые авиационные двигатели, которые обычно имеют горизонтально расположенные противоположные цилиндры. Особое расположение распределительного вала в основном верхнее, что называется верхним кулачком (OHC) или двойным верхним кулачком (DOHC).

Отсек для привода распределительного вала включает шестерню, цепь или ремень в переднем или заднем конце блока или защитную пластину. Зубчатый ремень обычно используется для обеспечения точного или точного управления клапанным механизмом. Корпус раструба расположен рядом с задним блоком цилиндров, который окружает маховик и обеспечивает крепление корпуса передающего механизма. Водяные рубашки образованы по всему цилиндру с соответствующим сердечником и соединительным каналом для обеспечения циркуляции потока охлаждающей жидкости 9.0009 .

Двигатель V Работа и конструкция

На конструкцию блока цилиндров влияет изменение или отклонение расположения клапанов четырехтактного двигателя за счет удобства портов цилиндра в двух — ударный тип. Двигатель с верхним расположением клапанов был в значительной степени заменен двигателем с L-образной головкой, поскольку его клапаны полностью находятся в головке блока цилиндров. Блок цилиндров двигателя расширен только в одну сторону от отверстий цилиндра, который имеет седла клапанов и каналы для впуска и выпуска вместе с направляющими клапанов, выполненными в продолжении этого блока.

После этого головка цилиндра становится крышкой водяной рубашки, которая обеспечивает резьбовые места для свечей зажигания, а ее нижняя сторона профилирована таким образом, что над отверстием цилиндра образуется камера сгорания желаемого размера и формы. Форма пространства, образующего камеру сгорания, изменяется, когда поршень максимально приближается к головке цилиндра, и его объем, содержащийся по отношению к поршню, смещается по отношению к объему, что чрезвычайно важно и влияет на его работу.

Двигатель V представляет собой компактный двигатель следующего поколения, в котором цилиндры расположены под определенным углом, а не по прямой линии, по отношению друг к другу. Угол между цилиндрами варьируется в основном от 60 до 90 градусов. Этот угол образует V-образную форму между цилиндрами, из-за чего двигатель известен как V-образный двигатель .

В основном V-образный двигатель изготавливается с четным числом цилиндров. Например, количество цилиндров кратно 2, например 4, 6, 8 или 12 и так далее. Эта конструкция значительно помогает уменьшить высоту, длину и вес двигателя по сравнению с любой другой конструкцией двигателя с таким же количеством цилиндров.

Применение двигателя типа V

Двигатели типа V имеют сложную конструкцию и, следовательно, имеют довольно высокую стоимость производства по сравнению с другими двигателями аналогичной мощности. Используемый 2-цилиндровый двигатель также известен как V-Twin. Производители обычно используют их для высококлассных видов спорта, таких как велосипеды и круизеры. В то время как, с другой стороны, супербайки высокого класса используют конструкцию V-4. V-образные двигатели чаще всего используются в автомобилях с объемом двигателя более 3,0 литров. В двигателе распределительный вал находится в головке цилиндра, которая известна как верхний распределительный вал (SOHC или DOHC).

Большинство легковых автомобилей, таких как семейные седаны, внедорожники и спортивные автомобили , в основном имеют только V-образные двигатели. Некоторые из автомобилей с двигателями типа V: Toyota Camry, Mercedes Benz E 400 Cabriolet, C63 S AMG, E 63 AMG, G 63 AMG, GL 63 AMG, некоторые модели BMW 5, 6 и 7 серий, а также Ferrari. Модели 458 Special, Spider, 488 GTS, California T.

Популярные внедорожники с V-образным двигателем: Toyota Land Cruiser, Land Rover Discovery-4, Range Rover, Audi Q5, Q7 и т. д., которые пользуются большим спросом в Индии.

Преимущества двигателя V-образного типа

Самый маленький из восьмицилиндровых двигателей.
Нижнее расположение капота улучшает аэродинамику.
Улучшает первичную балансировку и снижает вибрации
Более плавная работа для высокой скорости
Компактность делает его подходящим для спортивных автомобилей высокого класса

Разница между V ENGINE и INLINE ENGINE Известный как двигатель I из-за вертикального расположения цилиндров, в рядном двигателе поршни располагаются таким образом, что они остаются прямо обращенными к небу. Рядная компоновка цилиндров наиболее популярна во всех остальных четырехцилиндровых двигателях, которые чаще всего встречаются на компактных седанах и кроссоверах. Эти двигатели также могут иметь нечетное количество цилиндров.

V-образный двигатель получил свое название из-за наклонного или V-образного расположения цилиндров, а не вертикального в ряд. Поршни отклоняются друг от друга, образуя долиновидное разделение. Это расположение на двигателях с шестью, восемью или десятью цилиндрами хорошо видно.

Если вы рассматриваете конкретный двигатель V-образного типа, он имеет 12 цилиндров, расположенных в V-образной конфигурации с углом наклона 60°, и состоит из большей части технологий, которые используются в двигателях автомобилей Audi, таких как TDI V6 и V8. Включая бензиновые двигатели, такие как 5,0-литровый V10 TFSI и 6,0-литровый W12, V12 TDI подходит для верхней части диапазона.

Дизайн различных двигателей V-образного типа

Этот дизайн был подготовлен в 2006 году и стал доступен для всех крупных автомобильных компаний к 2010 году. Компания-производитель роскошных автомобилей, такая как Audi, попыталась изменить угол наклона двигателя. от 90° до 60° для достижения наилучших характеристик двигателя. Огромная часть технологии используется в V12 в качестве источника V10, который подходит для R10. V12 установлен с B.S. система впрыска Common Rail с давлением впрыска, которое варьируется до 2000 бар, что очень похоже на те, что используются в Audi R10. V12 имеет такие характеристики, как:

Отличная производительность.
Меньшее энергопотребление
Меньшее потребление топлива
Меньший уровень шума и вибрации
Низкий уровень земли
Конструкция двигателя V12, угол наклона 60°
Степень сжатия 16:1
Воздушный контур Турбокомпрессор
Максимальная мощность 500 [CP] скорость [об/мин] 3750
Максимальный крутящий момент 1000 [Нм] скорость [об/мин] 1750-3250

В стандартах контроля выбросов указано, что коленчатый вал двигателя изготовлен из кованой легированной стали с высокой устойчивостью. Для уменьшения крутильных колебаний коленчатого вала он снабжен вязким амортизатором. Для повышения сопротивления усталости было выбрано решение с тарифом на шатунную шейку. Таким образом, в основном есть два поршня, которые противостоят друг другу, но все же соединены через шатун на одной и той же цапфе кривошипа. Конструкция блока цилиндров была основана на опыте, полученном с двигателями V6 и V8 TDI. Чтобы получить повышенную жесткость, блок двигателя заливают литым пластинчатым графитом. Также масляный поддон выполнен из алюминия с целью уменьшения общей массы двигателя.

Система зажима и впрыска в V-образном двигателе

Головка цилиндра содержит систему зажима, известную как завихритель. Эта система предназначена для создания серповидности воздуха в цилиндрах для получения более однородной и полной смеси воздуха и топлива. Также имеется система фильтрации газов, которая устанавливается в головке блока цилиндров в корпусе. Система впрыска работает с высоким давлением впрыска, которое достигает 2000 бар.

В основном содержит две топливные рампы и два топливных насоса, по одному на каждый ряд из 6 цилиндров. Эта система впрыска в основном разделена на два контура, каждый из которых управляется индивидуально. Впускной тракт, откуда поступает воздух, также состоит из двух независимых контуров. Это сделано, так как они содержат воздушный фильтр, датчик массы воздуха и радиатор охлаждения сжатого воздуха. Оба контура соединяются через дроссель перед заглушками.

Существуют такие системы, как распределительная система, масляный насос и насосы впрыска высокого давления, которые приводятся в действие цепью. Коленчатый вал отвечает за выведение промежуточного колеса. Это вызывает вал выпускного распределительного вала. Валы выпускного распредвала посредством зубчатой передачи, расположенной с противоположной стороны двигателя, приводят в движение впускные распредвалы. Головка цилиндра содержит распределительные валы, клапана, форсунки, свечи накаливания и часть патрубка впускного коллектора. Распределительные валы представляют собой трубчатые штаны, которые придают им высокую жесткость.

Подробнее о двигателях типа V

В каждом ряду 6-цилиндровых двигателей используется турбонагнетатель. Ветряные турбины охлаждаются водой, а их геометрия регулируется с помощью электрического привода, который минимизирует потери тепла, а выхлопные коллекторы состоят из двух слоев изолированного металла, между которыми находится воздух. Для снижения турбулентности потока воздуха на входе в компрессор установлен триммер потока. Это также делается для снижения шума, возникающего из-за потока воздуха, когда компрессор оснащен амортизатором.

Газы фильтруются и снова подаются во впускной коллектор. Пары масла проходят через сепаратор, который, возможно, играет роль фильтра и разделяет жидкость от масла на пары масла. В зависимости от температуры двигателя пары масла, попадающие в двигатель, образуются благодаря электрическому резистору. Электронная система управления двигателем использует два компьютера впрыска, которые соединены друг с другом в ведущем-ведомом. Эта концепция полезна для независимого управления впрыском в каждом ряду из 6 цилиндров.

Форсунки также снабжены дополнительными 8 отверстиями потока, которые улучшают распыление топлива в камере сгорания. Впрыск разделен и производится в соответствии с режимом работы двигателя. Для большей эффективности поршень снабжен радиальными каналами, по которым циркулирует моторное масло. Система доочистки отработавших газов снова разделена на два контура. Таким образом, канал вакуумирования каждого ряда 6-го цилиндра содержит окисленный каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр.

Все соответствующие эксперименты, проведенные в период с 1980 по 1986 год, показали слишком высокие значения вибраций и шумов, производимых V-образным двигателем. Пробовали управлять с помощью типов резиновых амортизаторов, чтобы уменьшить вибрации, которые передавались от двигателя на шасси. Были найдены только три модели, дающие лучшие результаты.

Шестицилиндровый V-образный двигатель. В каком порядке работают цилиндры двигателя на разных автомобилях Как работают цилиндры двигателя на разных автомобилях

Работа многоцилиндрового двигателя

зависит от типа двигателя (расположение цилиндров) и от количества цилиндров в нем.

Для плавной работы многоцилиндрового двигателя такт расширения должен следовать при равных углах поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени). Для определения этого угла время цикла, выраженное в градусах поворота коленчатого вала, делится на число цилиндров. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе такт расширения (ход) происходит через 180° (720:4) по отношению к предыдущему, т. е. через пол-оборота коленчатого вала. Остальные такты этого двигателя также чередуются через 180°. Поэтому шатунные шейки коленчатого вала у четырехцилиндровых двигателей расположены под углом 180° одна к другой, то есть лежат в одной плоскости. Шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров — в противоположную. Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование тактов и хорошую балансировку двигателя, так как все поршни одновременно приходят в крайнее положение (два поршня вниз и два вверх).

Последовательность чередования одинаковых тактов в цилиндрах называется порядком работы двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых отечественных тракторных двигателей 1-3-4-2. Это означает, что после такта в первом цилиндре следующий такт происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность наблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

При выборе порядка работы двигателя конструкторы стремятся более равномерно распределить нагрузку на коленчатый вал.

Одноименные такты в четырехтактном шестицилиндровом двигателе выполняются посредством поворота коленчатого вала на 120°. Поэтому шатунные шейки расположены попарно в трех плоскостях под углом 120°. В четырехтактном восьмицилиндровом двигателе одноименные такты происходят через 90° поворота коленчатого вала и его шатунные шейки расположены крест-накрест под углом 90° одна к другой.

В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе два оборота коленчатого вала составляют восемь тактов, что способствует его равномерному вращению.

Порядок работы восьмицилиндровых четырехтактных двигателей 1-5-4-2-6-3-7-8, а шестицилиндровых двигателей 1-4-2-5-3-6.

Зная порядок работы цилиндров двигателя, вы сможете правильно распределить провода к свечам зажигания, подключить топливопроводы к форсункам и отрегулировать клапана.

22 Силы и моменты, действующие в км/с одноцилиндрового двигателя

Во время цикла сгорание-расширение сила Р1, приложенная к поршневому пальцу, складывается из двух сил:

сила P давления газа на поршень

силы инерции Pi (сила инерции переменная по величине и направлению)

Полную силу P1 можно разложить на две силы: силу S, направленную вдоль оси шатуна, и силу N, прижимающую поршень к стенкам цилиндра.

Переносим усилие S к центру шатунной шейки, а к центру коленчатого вала прикладываем две равные силы S и параллельные силы S1 и S2. Тогда совместное действие сил S1 и S создаст (на плече R) вращающий момент, вращающий коленчатый вал, а сила S2 нагрузит коренные подшипники и через них будет передаваться на картер двигателя.

Разложим силу S2 на две перпендикулярно направленные силы N1 и P2. Сила N1 численно равна силе N, но направлена в противоположную сторону; совместное действие сил N и N1 образует момент Nl, который стремится опрокинуть двигатель в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Сила Р2, численно равная силе Р1, действует вниз, а сила Р действует вверх на головку блока цилиндров, т. е. в обратном направлении. Разность между силами P и P1 есть сила инерции поступательно движущихся масс Ri. Эта сила достигает наибольшего значения в момент изменения направления движения поршня.

Вращающиеся массы шатунной шейки, щечек кривошипа и нижней части шатуна создают центробежную силу Рс, направленную по радиусу кривошипа от центра вращения.

Таким образом, в кривошипно-шатунном механизме одноцилиндрового двигателя, помимо крутящего момента, возникающего на коленчатом валу, действует ряд неуравновешенных моментов и сил, таких как:

реактивный, или опрокидывающий, момент Nl, воспринимаемый опорами двигателя через картер

сила инерции поступательно движущихся масс Ri, направленная вдоль оси цилиндра

центробежная сила вращающихся масс Rc, направленная вдоль кривошипа вала

Боковая сила N достигает наибольшего значения при расширении газов, когда поршень прижимается к левой стенке цилиндра, что объясняет его обычно больший износ.

Обычному автовладельцу в большинстве случаев вообще не нужно разбираться в работе цилиндров двигателя. Однако эта информация не нужна до тех пор, пока у автолюбителя не появится желание самостоятельно или отрегулировать клапана.

Такая информация непременно понадобится при необходимости подключения высоковольтных проводов или трубопроводов в дизельном агрегате. В таких случаях попасть на СТО порой просто невозможно, да и знаний об этом не всегда достаточно.

Теоретическая часть

Порядок работы – последовательность, с которой чередуются такты в разных цилиндрах силового агрегата. Эта последовательность зависит от следующих факторов:

количество цилиндров;
тип расположения цилиндров: V-образный или рядный;
конструктивные особенности коленчатого и распределительного валов.

Характеристики рабочего цикла двигателя

То, что происходит внутри цилиндра, называется рабочим циклом двигателя, который состоит из определенных фаз газораспределения.

Фаза газораспределения – это момент, когда начинается открытие и заканчивается закрытие клапанов. Время газораспределения измеряется в градусах поворота коленчатого вала относительно верхней и нижней мертвых точек (ВМТ и НМТ).

Во время рабочего цикла в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха. Интервал между зажиганиями в цилиндре оказывает прямое влияние на равномерность работы двигателя. Двигатель работает максимально равномерно с наименьшим зазором зажигания.

Этот цикл напрямую зависит от количества цилиндров. Чем больше число цилиндров, тем короче будет интервал воспламенения.

Разные автомобили — разный принцип работы

У разных модификаций одного и того же типа моторов цилиндры могут работать по-разному. Для примера можно взять двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров 402-го двигателя следующий — 1-2-4-3. А вот для 406 двигателя это 1-3-4-2.

Необходимо понимать, что один рабочий цикл четырехтактного двигателя равен по продолжительности двум оборотам коленчатого вала. Если использовать градусное измерение, то это 720°. Для двухтактного двигателя это 360°.

Колени вала расположены под особым углом, в результате чего вал постоянно находится под действием поршней. Этот угол определяется временем цикла силового агрегата и количеством цилиндров.

4-цилиндровый двигатель с 180-градусным интервалом между зажиганиями: 1-2-4-3 или 1-3-4-2;
6-цилиндровый двигатель с рядным расположением цилиндров и 120-градусным интервалом между зажиганиями: 1-5-3-6-2-4;
8-цилиндровый двигатель (V-образный, интервал воспламенения 90 градусов: 1-5-4-8-6-3-7-2.

В каждой схеме двигателя, независимо от его производителя, работа цилиндров начинается с главного цилиндра, обозначенного цифрой 1.

Эта статья сайта находится в разделе, с помощью которого вы можете иметь общее представление о различные узлы всего автомобиля.

$direct1

Рядный шестицилиндровый двигатель представляет собой силовую установку внутреннего сгорания, в которой цилиндры расположены в ряд. Они работают в следующем порядке — 1-5-3-6-2-4, а поршни вращают один коленвал, что является общим. Часто эти двигатели обозначаются L6 или I6. Плоскость цилиндров в большинстве случаев вертикальна или находится под определенным углом к вертикальной плоскости.

С теоретической точки зрения четырехтактный вариант I6 представляет собой идеально сбалансированную конфигурацию по отношению к силам инерции верхних секций шатунов и разным порядкам поршней, которая сочетает в себе относительно низкую сложность и себестоимость производства с достаточно хорошей плавностью хода. Похожий баланс демонстрирует и V12, который работает как два двигателя, причем шестицилиндровые, с одним коленчатым валом, на котором хорошо видна работа 6-цилиндрового двигателя.

Но при низких оборотах коленвала может наблюдаться небольшая вибрация, причина которой — пульсация крутящего момента. Восьмицилиндровый рядный силовой агрегат, помимо того, что он полностью сбалансирован, показывает лучшую равномерность крутящего момента, чем шестицилиндровый рядный, но в настоящее время применяется крайне редко из-за немалого количества недостатков.

Двигатели конфигурации I6 использовались и продолжают использоваться в настоящее время на тракторах, автомобилях, речных судах и автобусах. За последние десятилетия в легковых автомобилях в связи с широким применением переднеприводных систем, в которых силовой агрегат расположен поперечно, стали более популярными шестицилиндровые V-образные двигатели, так как они короче и компактнее, хотя и стоят дороже, а их сбалансированность и технологичность меньше.

Рабочий объем таких двигателей обычно находится в пределах от 2,0 до 5,0 литров. Использование такой конфигурации в силовых агрегатах, объем которых не достигает двух литров, не оправдано, так как стоимость изготовления достаточно высока, если сравнивать с четырехцилиндровыми двигателями, а длина «шестерок» велика. Но случались и подобные случаи, например, на мотоцикле Benelli 750 Sei был установлен силовой агрегат I6, объем которого составлял всего 0,75 литра.

fastkat.ru

Порядок работы цилиндров двигателя разных автомобилей

Информация по исправности цилиндров двигателя автомобиля непременно понадобится, если вам нужно подключить высоковольтные провода или трубопроводы в дизельном агрегате.

В таких случаях попасть на СТО иногда просто невозможно, а знаний о работе двигателя не всегда достаточно.

Порядок работы цилиндров двигателя — теория

Порядок работы цилиндров называется последовательностью, с которой чередуются такты в разных цилиндрах силового агрегата.

Эта последовательность зависит от следующих факторов:

количество цилиндров;

Фаза газораспределения – это момент, когда начинается открытие и заканчивается закрытие клапанов.

Время газораспределения измеряется в градусах поворота коленчатого вала относительно верхней и нижней мертвых точек (ВМТ и НМТ).

Двигатель работает максимально равномерно с наименьшим промежутком зажигания. Этот цикл напрямую зависит от количества цилиндров. Чем больше число цилиндров, тем короче будет интервал воспламенения.

Порядок работы цилиндров двигателей разных автомобилей

У разных модификаций одного типа моторов цилиндры могут работать по-разному.

Для примера можно взять двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров 402 двигателя следующий — 1-2-4-3.

Но, если говорить о порядке работы цилиндров 406 двигателя, то в данном случае это 1-3-4-2.

Колени вала расположены под особым углом, в результате чего вал постоянно находится под действием поршней.

Этот угол определяется временем цикла силового агрегата и количеством цилиндров.

порядок работы 4-цилиндрового двигателя с 180-градусным интервалом между зажиганиями может быть 1-2-4-3 или 1-3-4-2;
порядок работы 6-цилиндрового двигателя с рядным расположением цилиндров и 120-градусным интервалом между зажиганиями следующий: 1-5-3-6-2-4;
порядок работы 8-цилиндрового двигателя (V-образный) 1-5-4-8-6-3-7-2 (90-градусный интервал между зажиганиями).

В каждой схеме двигателя, независимо от его производителя, порядок работы цилиндров начинается с главного цилиндра, обозначенного цифрой 1.

Скорее всего, информация о порядке работы цилиндров двигателя автомобиля будет не очень актуальна тебе.

Желаем Вам успехов в определении порядка работы цилиндров двигателя Вашей машины.

webavtocar.ru

Порядок работы цилиндров двигателя на разных автомобилях

Такая информация непременно понадобится при необходимости подключения высоковольтных проводов или трубопроводов в дизельном агрегате. В таких случаях попасть на СТО иногда просто невозможно, а знаний о том, как работает двигатель, не всегда достаточно.

Теоретическая часть

Порядок работы – это последовательность, с которой чередуются такты в разных цилиндрах силового агрегата. Эта последовательность зависит от следующих факторов:

количество цилиндров;
тип расположения цилиндров: V-образный или рядный;
Конструктивные особенности коленчатого и распределительного валов.

Характеристики рабочего цикла двигателя

Разные автомобили — разный принцип работы

4-цилиндровый двигатель с интервалом зажигания 180 градусов: 1-2-4-3 или 1-3-4-2;
6-цилиндровый рядный двигатель с интервалом зажигания 120 градусов: 1-5-3-6-2-4;
8-цилиндровый двигатель (V-образный, интервал зажигания 90 градусов: 1-5-4-8-6-3-7-2.

Данная статья сайта Avtopub.com находится в разделе «Устройство», с помощью которого вы может иметь общее представление о различных узлах всего автомобиля.

Желаем Вам успехов в определении последовательности работы цилиндров двигателя Вашей машины. Советуем также обратить внимание на статью о том, как производится замена прокладки ГБЦ.

autopub.com

21 Работа многоцилиндрового двигателя

Работа многоцилиндрового двигателя

зависит от типа двигателя (расположение цилиндров) и от количества цилиндров в нем.

22 Силы и моменты, действующие в км/с одноцилиндрового двигателя

Во время цикла сгорание-расширение сила Р1, приложенная к поршневому пальцу, складывается из двух сил:

сила P давления газа на поршень

силы инерции Pi (сила инерции переменная по величине и направлению)

Разложим силу S2 на две перпендикулярно направленные силы N1 и P2. Сила N1 численно равна силе N, но направлена в противоположную сторону; совместное действие сил N и N1 образует момент Nl, стремящийся опрокинуть двигатель в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Сила Р2, численно равная силе Р1, действует вниз, а сила Р действует вверх на головку блока цилиндров, т. е. в обратном направлении. Разность между силами P и P1 есть сила инерции поступательно движущихся масс Ri. Эта сила достигает наибольшего значения в момент изменения направления движения поршня.

реактивный, или опрокидывающий, момент Nl, воспринимаемый опорами двигателя через картер

сила инерции поступательно движущихся масс Ri, направленная вдоль оси цилиндра

центробежная сила вращающихся масс Rc, направленная вдоль кривошипа вала

studfiles.net

Строительные машины и оборудование, справочник

Мобильные электростанции

Работа четырехцилиндровых и шестицилиндровых двигателей

Для обеспечения наиболее ровной и сбалансированной работы двигателя устанавливается определенное чередование тактов, при котором одни и те же такты не происходят одновременно в разных цилиндрах.

Последовательность чередования одноименных циклов в цилиндрах называется порядком работы двигателя. В четырехтактном четырехцилиндровом двигателе рабочий ход совершается за каждый полуоборот коленчатого вала. Порядок работы четырехцилиндрового двигателя может быть следующим: 1-2-4-3 (двигатель ГАЗ-МК) или 1-3-4-2 (двигатель КДМ-100).

В четырехцилиндровом двигателе четыре такта совершаются за два оборота коленчатого вала, а в шестицилиндровом — за шесть.

Порядок работы шестицилиндрового двигателя может быть следующим: 1-5-3-6-2-4; 1-4-2-6-3-5; 1-2-4-6-5-3 или 1-3-5-6-4-2. Наиболее широко используется первый порядок операций, т.е. 1-5-3-6-2-4. По этому приказу работают двигатели 1Д6 мобильных электростанций ПЭС-100.

Коленчатые валы коленчатого вала шестицилиндрового двигателя расположены попарно под углом 120° (рис. 1), поэтому рабочие такты перекрывают друг друга на 60°, что обеспечивает равномерную работу двигателя.

В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе кривошипы коленчатого вала расположены попарно под углом 90 дюймов (720°: 8 = 90°).

Многоцилиндровые однорядные двигатели, хотя и обеспечивают равномерную работу, имеют длинный коленчатый вал, что приводит к значительной вибрации и увеличению габаритных размеров, а значит и массы двигателя. Для устранения этих недостатков применяют двухрядное расположение цилиндров под углом 90°. Такие двигатели обычно называют с V-образным расположением цилиндров.

Рис. 1. Схема шестицилиндрового однорядного двигателя: 1 — коренные вкладыши, 2 — шатунные вкладыши, 3 — щека коленчатого вала.

На электростанциях ДЭС-200 в качестве основного двигателя используются V-образные дизели 1Д12 с расположением цилиндров в два ряда (по шесть цилиндров в каждом ряду). Коленчатые валы этих дизелей имеют шесть кривошипов.

Главная → Каталог → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Порядок работы 4, 6, 8 цилиндрового двигателя

По большому счету, нам, рядовым автолюбителям, знать порядок работы цилиндров двигателя вовсе не обязательно. Ну работает и работает. Да, с этим трудно не согласиться. Не нужно до того момента, пока вы не захотите своими руками выставить зажигание или отрегулировать зазоры клапанов.

И совсем не лишним будет знать порядок работы цилиндров двигателя автомобиля, когда нужно подключить высоковольтные провода к свечам, или трубопроводы высокого давления для дизеля. А если заняться ремонтом ГБЦ?

Ну, согласитесь, было бы смешно ехать в автосервис, чтобы правильно установить ВВ провода. И как вы идете? Если двигатель троит.

Что означает порядок расположения цилиндров двигателя?

3D работа двигателя внутреннего сгорания

Последовательность, с которой чередуются одноименные циклы в разных цилиндрах, называется порядком работы цилиндров.

От чего зависит порядок цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:

расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное,
количество цилиндров
конструкция распределительного вала,
тип и конструкция коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл двигателя состоит из фаз газораспределения. Последовательность этих фаз должна быть равномерно распределена по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае двигатель работает ровно.

Крайне важно, чтобы цилиндры, работающие последовательно, не располагались рядом. Для этого производители двигателей разрабатывают схемы работы цилиндров двигателя. Но, на всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1.

Порядок работы цилиндров для разных двигателей

Для двигателей одного типа, но разных модификаций работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя 402 — 1-2-4-3, а порядок работы цилиндров двигателя 406 — 1-3-4-2.

Если углубиться в теорию двигателя, но чтобы не запутаться, то увидим следующее. Полный цикл четырехтактного двигателя занимает два оборота коленчатого вала. В градусах это равно 720. У 2-тактного двигателя 360 0,

Колени вала смещены на определенный угол так, что вал находится под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и такта двигателя.

Порядок работы 4-цилиндрового двигателя, однорядный, чередование тактов происходит после 180 0 . Ну и порядок работы цилиндров может быть 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1 -2-4-3 (ГАЗ).
Порядок работы 6-цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между зажиганиями 120 0 ).
Порядок работы 8-цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал зажигания 90 0).
Вот, например, порядок работы 12-цилиндрового W-образного двигателя: 1-3-5-2-4-6 — левые ГБЦ, а правые: 7-9-11- 8-10-12

Для того, чтобы вы поняли весь этот порядок чисел, рассмотрим пример. Для 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ порядок работы цилиндров следующий: 1-5-4-2-6-3-7-8. Шатуны расположены под углом 90 0 .

То есть, если в 1 цилиндре возникает скважность, то после 90 градусов поворота коленвала скважность возникает в 5 цилиндре, и последовательно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один оборот коленчатого вала равен 4 тактам. Напрашивается вывод, что 8-цилиндровый двигатель работает ровнее и ровнее, чем 6-цилиндровый.

Скорее всего, вам не понадобятся глубокие знания о том, как работают цилиндры двигателя вашего автомобиля. Но необходимо иметь общее представление об этом. И если вы решили отремонтировать, например, ГБЦ, то эти знания лишними не будут.

Удачи в изучении работы цилиндров двигателя вашего автомобиля.

how.qip.ru

Порядок работы 4, 6, Восьмицилиндровый двигатель — просто о комплексе.

По большому счету, нам, рядовым автомобилистам, совершенно не обязательно знать порядок работы цилиндров двигателя. Ну работает и работает. Да, с этим трудно не согласиться. Он вам не нужен, пока вы не захотите своими руками выставить зажигание или отрегулировать зазоры клапанов. И не лишним будет знать, как работают цилиндры двигателя автомобиля, когда нужно подключить высоковольтные провода к свечам, или трубопроводы высокого давления для дизеля. А если заняться ремонтом ГБЦ? Ну вот, забавно будет съездить в автосервис, чтобы правильно установить ВВ провода. Ну, как ты? Если двигатель троит. Что означает порядок работы цилиндров двигателя? Последовательность, с которой чередуются одноименные циклы в разных цилиндрах, называется порядком работы цилиндров. От чего зависит порядок работы цилиндров? Обстоятельств несколько, но непосредственно: — расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное; — количество цилиндров; — конструкция распределительного вала; — тип и конструкция коленчатого вала. Рабочий цикл двигателя Рабочий цикл двигателя состоит из фаз газораспределения. Последовательность этих фаз должна быть равномерно распределена по силе воздействия на коленчатый вал. Непосредственно в этом случае происходит равномерная работа двигателя. Непременным условием является то, что цилиндры, работающие попеременно, не должны находиться рядом. Для этого производители двигателей разрабатывают схемы работы цилиндров двигателя. Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с головного цилиндра №1. У двигателей 1-го типа, но разных модификаций работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя четыреста два 1-2-4-3, а порядок работы цилиндров двигателя четыреста 6 1-3-4-2. Если углубиться в теорию двигателя, но чтобы не запутаться, то увидим следующее. Полный рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленчатого вала. В градусах это равно 72°. 2-тактный мотор имеет 360°. Колени вала смещены на определенный угол, чтобы вал находился под постоянным усилием поршня. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и такта мотора. Порядок работы двигателя Четырехцилиндровый, однорядный, чередование тактов происходит через 180°, но порядок работы цилиндров может быть 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1-2-4 — 3 (ГАЗ). Порядок работы 6-цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между зажиганием 120°). Порядок работы Восьмицилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между зажиганиями 90°). Вот, например, порядок работы Двенадцатицилиндрового V-образного двигателя: 1-3-5- 2-4-6 — левые ГБЦ, а правые: 7-9-11-8-10 -12 Для того, чтобы вы поняли весь этот порядок чисел, рассмотрим пример. Восьмицилиндровый двигатель ЗИЛ имеет следующий порядок работы цилиндров: 1-5-4-2-6-3-7-8. Шатуны расположены под углом 90°. Другими словами, если в одном цилиндре возникает рабочий цикл, то после Девяносто градусов поворота коленчатого вала рабочий цикл возникает в цилиндре 5, а попеременно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один оборот коленчатого вала равен Четырем рабочим тактам. Напрашивается вывод, что восьмицилиндровый двигатель работает ровнее и ровнее, чем шестицилиндровый. Но необходимо иметь общее представление об этом. А если вы решили ремонтировать, например, ГБЦ, то эти знания лишними не будут. Вам удастся исследовать работу цилиндров двигателя вашего автомобиля.

Порядок работы 4-цилиндрового двигателя обозначается как Х—Х—Х—Х, где Х — количество цилиндров. Это обозначение показывает последовательность чередования тактов цикла в цилиндрах.

Порядок работы цилиндров зависит от углов между кривошипами коленчатого вала, конструкции газораспределительного механизма, системы зажигания бензинового силового агрегата. В дизельном двигателе ТНВД занимает место системы зажигания в этой последовательности.

Чтобы водить машину, это, конечно, не обязательно.

Порядок работы цилиндров необходимо знать, регулируя зазоры клапанов, меняя ремень ГРМ или выставляя зажигание. А при замене высоковольтных проводов понятие порядка рабочих циклов не будет лишним.

В зависимости от количества тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные. На современные автомобили двухтактные двигатели не ставят, их используют только на мотоциклах и в качестве стартеров для тракторных силовых агрегатов. Цикл четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания включает следующие такты:

Дизельный цикл отличается тем, что во время всасывания всасывается только воздух. Топливо впрыскивается под давлением после сжатия воздуха, а воспламенение происходит от контакта дизеля с нагретым от сжатия воздухом.

Нумерация

Нумерация цилиндров рядного двигателя начинается с дальнего от коробки передач. Другими словами, сбоку или по цепочке.

Очередность работы

У коленчатого вала рядного 4-цилиндрового двигателя внутреннего сгорания кривошипы первого и последнего цилиндров расположены под углом 180° друг к другу. И под углом 90° к кривошипам средних цилиндров. Поэтому для обеспечения оптимального угла приложения движущих сил к кривошипам такого коленчатого вала порядок работы цилиндров 1-3-4-2, как у ДВС ВАЗ и Москвич, или 1-2-4- 3, как в газовых двигателях.

Чередование тактов 1-3-4-2

По внешним признакам невозможно угадать порядок работы цилиндров двигателя. Это следует читать в инструкциях производителя. Узнать порядок работы цилиндров двигателя проще всего в руководстве по ремонту вашего автомобиля.

кривошипно-шатунный механизм

Маховик поддерживает инерцию коленчатого вала для вывода поршней из верхнего или нижнего крайних положений, а также для более равномерного его вращения.
Коленчатый вал преобразует прямолинейное движение поршней во вращение и передает его через механизм сцепления на первичный вал коробки передач.
Шатун передает усилие, прилагаемое к поршню, на коленчатый вал.
Поршневой палец создает шарнирное соединение между шатуном и поршнем. Изготовлены из легированной высокоуглеродистой стали с поверхностной закалкой. По сути, это толстостенная трубка с полированной внешней поверхностью. Бывают двух типов: плавающие или фиксированные. Плавающие свободно перемещаются в бобышках поршня и во втулке, запрессованной в головку шатуна. Палец не выпадает из этой конструкции благодаря стопорным кольцам, которые устанавливаются в пазы бобышек. Неподвижные удерживаются в головке шатуна за счет горячей посадки и свободно вращаются в бобышках.

3D работа ДВС, видео:

Что означает порядок расположения цилиндров двигателя?

От чего зависит порядок цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:

Расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное;
количество цилиндров;
конструкция распредвала;
тип и конструкция коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя

Порядок работы цилиндров для разных двигателей

Для двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя 402 — 1-2-4-3, а порядок работы цилиндров двигателя 406 — 1-3-4-2.

Колени вала смещены на определенный угол, так что вал находится под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и такта двигателя.

Порядок работы 4-цилиндрового двигателя, однорядный, чередование тактов происходит после 180 0 , но порядок работы цилиндров может быть 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1- 2-4-3 (ГАЗ).
Порядок работы 6-цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между зажиганиями 120 0 ).
Порядок работы 8-цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал зажигания 90 0).

Posted inДвигатель