Различия и особенности автомобильных ДВС

Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой вид двигателя, который преобразует энергию взрыва топливной смеси в механическую силу.

Взрыв происходит внутри камеры сгорания, что приводит в действие поршневую группу. Так как наибольшее распространение получили поршневые и комбинированные виды двигателей, далее пойдет речь именно о них.

Содержание

1. Виды двигателей автомобилей по типу топлива
2. Подача смеси для бензинового двигателя
3. Инжекторная система питания
4. Принцип работы дизельного двигателя
5. Роторный двигатель
6. Гибридный двигатель
7. Гибридный двигатель: плюсы и минусы
8. Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?
9. Рядный двигатель
10. V образный двигатель
11. Оппозитный двигатель
12. Двухтактный и четырёхтактный двигатель
13. Принцип работы четырехтактного двигателя

Виды двигателей автомобилей по типу топлива

Конструкторами разработано большое количество автомобильных двигателей в зависимости от типа смеси, количества тактов, а также физического расположения цилиндров.

Как различаются двигатели внутреннего сгорания по типу питания:

• Бензиновые.
• Дизельные.
• Гибридные.

Бензиновый двигатель — самый популярный вид двигателя среди автомобилей. Это обусловлено простой конструкцией, доступностью и дешевизной деталей на замен. Автомобили с данным видом двигателя чаще остальных встречаются на ДОПах.

Подача смеси для бензинового двигателя

Существует 2 вида доставки топлива в бензиновый мотор. Первый — карбюратор. Смесь из бензина и воздуха готовится в карбюраторе в определенных (зависит от режима) пропорциях и подаётся во впускной коллектор.

Данный вид подачи топлива являлся самым популярным на протяжении многих лет из-за простоты конструкции и возможности ремонта «на месте».

Преимущества карбюраторного ДВС:

• Низкая цена ремонта.
• Прост в конструкции.
• Дешевизна обслуживания.

Но также следует упомянуть что карбюраторная система подачи считается устаревшей ввиду ее не экономичности, трудности обслуживания и настройке.

Недостатки карбюраторного двигателя:

• Сложность настройки.
• Чувствителен к температурным перепадам.
• Низкая экологичность.
• Нестабилен.

Большинство видов двигателей с карбюратором не соответствуют Евро-3 и выше.

Инжекторная система питания

На смену карбюратору пришла инжекторная система впрыска. Она в свою очередь делится на моно впрыск и распределённый впрыск горючей смеси.

На большинстве двигателей внутреннего сгорания используется именно распределённый впрыск. Бензин из бака через магистраль попадает в топливную рампу, далее через форсунки во впускной коллектор, который отдельно ведёт к каждому цилиндру. Таким образом на каждую секцию отведена отдельная форсунка.

Стоит упомянуть, что существуют конструкции, когда форсунка подаёт топливо прямиком в камеру сгорания. Такой вид двигателя внутреннего сгорания является гораздо более точным в плане дозирования смеси, при котором достигается максимальный кпд бензинового ДВС.

Преимущества инжекторного двигателя:

• Высокая стабильность.
• Количество вредных выбросов уменьшается до 70%.
• Экономичность.
• Более мощный.
• Не чувствителен к перепадам температур.

Инжекторная система впрыска имеет большое количество плюсов для автолюбителей из больших городов, где имеются профессиональные СТО или официальные дилеры, которые смогут провести правильную диагностику и ремонт.

Однако за пределами города, если у вас возникнут проблемы с инжектором, скорее всего вы ничего не сможете сделать, в отличие от карбюратора.

Недостатки инжекторного двигателя:

• Трудный ремонт и диагностика.
• Качество бензина должно быть не менее А-92.
• Очень высокая стоимость замены узлов.
• Дефицит квалифицированных специалистов по ремонту.

Принцип работы дизельного двигателя

Главным отличием дизельного вида мотора от бензинового является способ образования зажигательной смеси. В большинстве бензиновых ДВС, смесь попадает через впускной коллектор, тогда как в дизеле смесь всегда подаётся непосредственно в камеру сгорания.

Воспламенение тоже происходит по другому сценарию. В дизельном двигателе внутреннего сгорания, цилиндр сначала втягивает воздух, после поршень путём резкого сжатия доводит температуру воздуха до 700-850 градусов во время сжатия, далее под высоким давлением подаётся дизель и происходит воспламенение.

Температура достигает 2400 градусов. Качество смеси сильно зависит от скорости впрыска. Если скорость впрыска малая, бензин может не полностью испаряться. Система зажигания на дизельных ДВС отсутствует.

Из минусов дизельного двигателя можно выделить:

• Повышенная вибронагруженность.
• Трудность холодного пуска.
• Сложность обслуживания.
• Повышенный вес.

Самым важным отличием дизельного мотора от бензинового является система подачи топлива.

ТНВД (топливный насос высокого давления) работает по следующему принципу: дизель из бака нагнетается в требуемые порции, далее по индивидуальным магистралям поступает через форсунки и подаётся в каждую камеру отдельно.

ТНВД делится на:

• Распределительные.
• Многоплунжерные рядные (редко используются на современных авто).

Ремонт и диагностика дизельных двигателей с ТНВД требует наличия инструкций и спец инструментов. С другой стороны, некоторые специалисты утверждают что автомобили концерна VAG (Audi, Skoda, Porsche) легки при настройке.

Роторный двигатель

Принцип работы роторного двигателя заключается в повышенных оборотах и отсутствии привычного для ДВС строения. ДВС Ванкеля (РПД) а именно так зовут изобретателя данного вида мотора, предложил расположить ротор непосредственно в цилиндре.

У РПД отсутствует коленчатый вал и шатуны, что упрощает его конструкцию. Среди преимуществ данного вида мотора — отсутствие большого количества деталей.

Даже в обычном 4-х цилиндровом двигателе минимум 45 движущихся частей: клапанные пружины, масляные колпачки, поршневые кольца, поршни, коленчатый вал, шатуны, т.д.

Роторный двигатель отличается малыми габаритами, и большими мощностями — 1. 3 мотор выдаёт 190-240 л.с.

Из недостатков стоит выделить следующие пункты:

• Ограничение в ресурсе (порядка 65-85 тыс.км.).
• Потребление большого количества бензина.
• Стоимость производства и ремонта.
• Экологичность.

Гибридный двигатель

Как работает гибридный вид двигателя? Стоит начать с того, что автомобиль с гибридным мотором набирает всё большую популярность ввиду своей экологичности. Все автомобильные концерны имеют в своей линейке хотя бы одну модель с гибридным видом двигателя.

Принцип работы гибридного мотора заключается во взаимодействии двух видов двигателей — бензинового и электрического.

Всё работает под управление ЭБУ, который решает когда и какой двигатель использовать именно сейчас. К примеру для города обычно используется электрический, сводя к нулю нужду заправляться.

Однако на трассе, за городом, обычно система переключается на топливный двигатель. Это обусловлено быстрой разрядкой аккумуляторной батареи.

Стоит также упомянуть что во время езды на бензине электрический мотор заряжается. При повышенных нагрузках используются оба вида двигателей.

Гибридный двигатель: плюсы и минусы

Из плюсов можно указать:

• Высокая экономичность (примерно на 25% ниже от топливных ДВС).
• Не уступают в мощности моделям из своего класса.
• Меньше шума.
• Заправка происходит таким же образом как у классических автомобилей.
• При езде по городу с частыми остановками экономия вырастает в разы.

Учитывая географическую зависимость стоит отметить минусы для гибридного авто в условиях стран бывшего СНГ.

Из минусов:

• Очень сложная конструкция.
• Очень дорогой ремонт.
• Коротки срок службы аккумулятора.

Гибридный мотор прекрасно подходит для больших городов где находятся специализированные СТО. В маленьких городах и посёлках смысл владения авто с гибридным двигателем сводится к минимуму.

Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?

В мире существует большое количество видов моторов не только по виду горючей смеси, но и по типу расположения цилиндров. Ниже приведен перечень самых популярных типов двигателей.

Рядный двигатель

Рядные ДВС считаются классическими, так как именно такой тип был применён впервые в ДВС. Соответственно названию, цилиндры расположены в ряд, и приводят в движение 1 коленчатый вал. Также ГБЦ одна для всех камер сгорания.

Количество цилиндров может колебаться от одного до десяти. На практике десятицилиндровые ДВС оказались очень сложными при производстве, поэтому наибольшее распространение получили следующие:

• Одноцилиндровые.
• Двухцилиндровые.
• Четырехцилиндровые.
• Шестицилиндровые.

К достоинствам рядных типов двигателя можно отнести простоту в обслуживании и малые габариты. Такие моторы не идеально сбалансированы, однако это не мешает им пользоваться огромной популярностью у производителей и автолюбителей.

V образный двигатель

Данный тип ДВС ничем не отличается от рядной четвёрки кроме расположения цилиндров. У V образного двигателя цилиндры находятся друг напротив друга, из-за чего конструктивно он гораздо сложнее рядного.

Здесь две ГБЦ, другая конструкция ГРМ и подача бензина или дизеля. Также, очень большую роль играет угол, под которым расположены цилиндры. В истории встречаются модели как с 1° наклона, так и 180° (как у субару). Как итог, конструкторы пришли к решению что 45°, 60°, 90° градусов самые оптимальные.

Одним из главных достоинств v двигателя является его компактность.

Из минусов можно выделить:

• Сложность конструкции.
• Повышенная вибронагруженность на 2-х и 4-х цилиндровых ДВС.
• Более дорогой ремонт по сравнение с рядной «четвёркой».

V образные моторы очень востребованы в различных отраслях. Существуют концерны, которые выпускают только данный вид двигателей.

Оппозитный двигатель

По факту, оппозитный ДВС принадлежит к семейству v образных имея угол между цилиндрами в 180 градусов. То есть, они расположены друг напротив друга.

Таким решением конструкторы избавили оппозитный мотор от лишних вибраций, и движок стал более плавно работать. Кроме того, благодаря такой форме, центр тяжести снижается и качественно улучшается управляемость.

Оппозитный мотор, как и v образный зачастую имеет два распредвала и вертикально расположенный ГРМ.

Виды оппозитных двигателей:

• ОРОС.
• «Боксер».

ОРОС — В данной конструкции поршни попарно перемещаются по одному цилиндру, двигаясь друг навстречу другу.

«Боксер» — Поршни располагаются друг перед другом, словно боксёры в бою. Когда один поршень находится в ВМТ(верхняя мёртвая точка) его парный поршень находится в НМТ(нижняя мёртвая точка). При работе они словно «обмениваются ударами» из-за чего и получили название.

Из плюсов оппозитного ДВС можно выделить следующее:

• Отсутствие вибрации.
• Низкий центр тяжести.
• Малые габариты.
• Большой ресурс (300-500 тыс. км до первого капитального ремонта).

Минусы оппозитного двигателя:

• Высокая стоимость обслуживания.
• Дефицит СТО, где есть специалисты по оппозитным моторам.
• Сложность обслуживания.
• Дороговизна запчастей.

Двухтактный и четырёхтактный двигатель

В чём разница между этими двумя видами?

Двухтактные моторы почти не используются на автомобилях в силу своих особенностей. Они гораздо легче и проще в своей конструкции из-за отсутствия газораспределительного механизма. Тяга равномернее, литровая мощность выше, а вес меньше.

Из минусов можно выделить крайнюю не экологичность, большее потребление бензина и масла.

В карбюраторном 2-тактнике ещё и придётся готовить смесь из масла и бензина или заказывать специальное масло для двухтактных двигателей.

Использование двухтактного ДВС идеально подходит для негабаритных устройств. К примеру газонокосилки, пилы, снегоуборочные машины. В общем там, где нужны более равномерные обороты.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Название ДВС происходит из количества тактов рабочего цикла. Данный тип используется в большинстве автомобилей из-за своей простоты и лёгкости в обслуживании.

Отличаются высокой экологичностью, равномерной работой, при которой не нужно переживать из-за «жора» масла как на двухтактниках.

Пошагово четыре такта делятся на следующие шаги:

1. Камера сгорания заполняется смесью. Движение поршня в НМТ при котором открывается клапан впуска. Из инжектора или карбюратора топливо всасывается в камеру сгорания. Когда поршень опускается до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.
2. Сжатие смеси. Поршень возвращается в верхнюю точку, происходит такт сжатия. Доходя до ВМТ следует взрыв
3. Воспламенение топливной смеси. Энергия взрыва толкает поршень вниз, происходит механическая работа.
4. Расширение газа и очищение цилиндра. Коленвал возвращает поршень снова вверх, открывается выпускной клапан и сгоревшие газы поступают в выпускной коллектор. Далее снова следует первый такт.

Verado 600 л.с. | Mercury Marine

Технические характеристики двигателя Verado V12

Непревзойденная топливная экономичность

Подвесной двигатель Verado V12 откалиброван для обеспечения максимальной производительности на бензине с октановым числом 92. Для экономии топлива используются сдвоенные гребные винты, гидродинамическая конструкция и Система оптимизации расхода топлива (ARO) . В ходе испытаний двигатель продемонстрировал на 20% меньший расход топлива в крейсерском режиме по сравнению с высокомощным двигателем конкурента.

Совершенство мощности

Рабочий объем 7,6 литра и высокотехнологичная конструкция с четырьмя распределительными валами развивают высокий крутящий момент, упрощая управление тяжелыми лодками в режиме глиссирования. Поскольку двигателю легче работать, срок его службы увеличивается, что обеспечивает бескомпромиссную надежность.

Тихий и плавный

Подвесной двигатель V12 Verado задает новые стандарты плавности и низкого уровня шума. Это самый тихий двигатель в своем классе: при мощности 600 л.с. шум и вибрация у нового мотора не больше, чем у Verado V8 мощностью 300 л.с.

Уровень шума

Verado V12 600 л.с.

На 30% тише

Конкурент 425 л.с.

Двигаться дальше: На 20% экономичнее на крейсерской скорости

Verado V12 600 л. с.

Конкурент 425 л.с.

Дольше на воде: На 15% выше крейсерская скорость в режиме максимального запаса хода (км/л)

Verado V12 600 л.с.

Конкурент 425 л.с.

Преимущества двигателя Verado V12

Легендарная мощность: Двигательный блок V12 рабочим объемом 7,6 л обеспечивает производительность, которую можно прочувствовать: исключительный крутящий момент, ускоренный форсированный старт и ошеломляющий разгон.

Увеличенный запас хода: Оставайтесь на воде дольше благодаря системе оптимизации расхода топлива (ARO), которая точно регулирует подачу топлива для максимальной топливной экономичности на крейсерском ходу.

Плавнее и тише: Каждый параметр двигателя настроен так, чтобы свести к минимуму шум и отвлекающие факторы. Усовершенствованная конструкция обтекателя изолирует вибрацию и предотвращает ее передачу на судно. Это самый тихий подвесной мотор высокой мощности на рынке.

Стойкость к коррозии: Подвесные двигатели Verado не только сконструированы с учетом жестких условий эксплуатации в морской воде, но и защищены трехлетней гарантией от коррозии.

Смотреть фото Verado V12

Характеристики двигателя

Сравнить с друктами продуктами

Сравнить с друктами продуктами

SmartCraft. Мощь, расширяющая возможности.

SmartCraft ® – это комплекс цифровых технологий, полностью интегрированных и абсолютно согласованных. Приборы, датчики, судовые системы, компьютеризированные функции — один полный комплект, один высокий уровень управления. Проводите время на воде беззаботнее, безопаснее и намного приятнее. Умное решение.

Смотреть все технологии SmartCraft

Цифровая система бестросового управления газом/реверсом нового поколения

Двигатели Verado мощностью 600 л.с. в стандартной комплектации оснащаются цифровой системой управления газом/реверсом SmartCraft Digital Throttle & Shift (DTS) нового поколения, обеспечивающей чрезвычайно плавное переключение и мгновенный отклик дросселя, а также рулевым управлением с электрогидравлическим усилителем, которое позволяет управлять лодкой с автомобильной точностью. Интуитивно понятный доступ к функциям SmartCraft, например, система Active Trim интегрирована в пульт управления. Система дистанционного управления Premier DTS с обновлениями для многодвигательных конфигураций получила удобный дисплей, который особенно хорош для джойстикового управления.

Джойстиковое управление для подвесных двигателей

В сочетании с самой совершенной в отрасли системой управления Joystick Piloting, совместимой с конфигурациями, включающей до шести подвесных моторов Verado, управление стало еще более плавным и сбалансированным благодаря поворотному редуктору подвесного двигателя Verado V12. Маневрировать в ограниченном пространстве стало еще проще: достаточно наклонить джойстик в нужном направлении. Двигатели остаются неподвижными, а редукторы поворачиваются под водой, позволяя управлять всеми 600 л.с. движением руки.

Подробнее

Расширенные функции Skyhook

Система Joystick Piloting включает в себя доступ к расширенным функциям Mercury Skyhook®, которые позволяют поставить судно на «цифровой якорь», задать и поддерживать курс, удерживать нос на месте или точно выполнить серию поворотов. Просто нажмите кнопку, и система начнет работу. Регулировки отличаются точностью, отсутствием звука переключения передач и плавностью благодаря поворотному редуктору, который исключает движение надводной части двигателя.

Подробнее

VesselView

Дисплеи VesselView® превращают место рулевого в уникальный командный центр, поскольку объединяют силовую установку Mercury с совместимыми бортовыми аксессуарами. Вы можете контролировать данные двигателя, управлять цифровыми функциями SmartCraft, просматривать таблицы и данные с гидролокатора, и даже управлять бортовыми развлекательными системами с помощью интуитивно понятного интерфейса с сенсорным экраном.

Подробнее

Ограниченная гарантия

Помимо прохождения самых изнурительных испытаний на долговечность, которые мог разработать Mercury, на каждый подвесной двигатель V12 Verado предоставляется стандартная трехлетняя ограниченная гарантия, которая защищает ваши вложения.

Mercury Product Protection

Наслаждайтесь спокойствием, которое дарит Mercury Product Protection (MPP). MPP — это программа расширенной гарантии на ваш подвесной двигатель. Она покрывает  определенные расходы, понесенные в связи с дефектами материала и изготовления после истечения ограниченной гарантии Mercury.

Узнайте о преимуществах

Техническое обслуживание

Компания Mercury в корне изменила представление морской индустрии о техническом обслуживании, поэтому клиенту вообще не нужно об этом думать. Подвесной двигатель Verado V12 может проработать 200 часов между заменами масла. Исключительную защиту и оптимизированную производительность обеспечивает наше самое эффективное синтетическое судовое моторное масло Mercury SAE 10W-30 для 4-тактных двигателей. Жидкость гидроусилителя рулевого управления Mercury Premium и масло для автоматических трансмиссий разрабатывались вместе с подвесным двигателем Verado V12, чтобы обеспечивать надлежащую эффективность смазки и производительность даже в экстремальных условиях. Инновационный сервисный люк верхнего обтекателя упрощает обслуживание критически важных компонентов в любом месте без необходимости вытаскивать лодку. Кроме того, верхний обтекатель не нужно снимать для дополнительного обслуживания до 1000 часов или пяти лет эксплуатации.

Благодаря удобству обслуживания и поддержке развитой глобальной сети сервисных центров вы можете путешествовать дальше и оставаться вне дома дольше, чем когда-либо прежде.

Ресурсы

Брошюры

Узнайте больше о революционных технологиях каждого подвесного двигателя Verado V12, которые переопределяют удовольствие от эксплуатации подвесного двигателя, из подробной брошюры. Также доступны ресурсы для других подвесных двигателей легендарного семейства Verado.

Лучшие дилеры для лучших продуктов.

Если вы производите лучшую в мире морскую продукцию, вам нужны самые лучшие дилеры. Именно поэтому мы следим за тем, чтобы у дилеров Mercury было лучшее оснащение для продаж и обслуживания наших продуктов. Официальный дилер — это наилучшее место, где можно посмотреть и приобрести двигатели Mercury, а также оригинальные запчасти и аксессуары. А тысячи дилеров во всех странах мира дают вам уверенность в том, что мы всегда будем рядом и сможем поддержать вас в ваших смелых начинаниях.

Найти дилера

Какая оптимальная конфигурация двигателя?

В архиве

Брэндан Гиллогли

09 апреля 2018 г.

Делиться

Выбор двигателя сопряжен с рядом компромиссов. Хотя количество производимого крутящего момента не будет меняться от одной компоновки к другой, потому что поршни не знают ничего лучшего, он может изменить характеристики автомобиля. От физических свойств, таких как баланс веса, до субъективных качеств, таких как звук выхлопа, конфигурация двигателя оказывает огромное влияние на индивидуальность автомобиля.

Так что же лучше? В-8? Прямая шестерка? Боксер?

Этот двигатель Cologne V-6 с механическим впрыском топлива устанавливается на Ford Capri. Brandan Gillogly

Рядные четырехцилиндровые двигатели прекрасно подходят для поперечных двигателей, которые часто приводят в движение передние (читай: неправильные) колеса. Pontiac, Toyota, Alfa и Lotus придумали, как правильно установить их для использования в середине двигателя. Из-за присущей им проблемы с балансировкой им требуются балансировочные валы, чтобы сгладить их, и поэтому их рабочий объем ограничен.

Рядные шестицилиндровые двигатели могут звучать потрясающе и по своей природе сбалансированы, но их может быть трудно упаковать из-за длины. Высота также может быть проблемой, если они не наклонены в одну сторону. То же самое касается рядной восьмерки, которая была популярна в довоенных американских автомобилях. Если у вас длинный капюшон, сделайте это.

Плоские четырехцилиндровые и шестицилиндровые оппозитные двигатели (включая оппозитные) часто приводят к более низкому центру тяжести, что отлично подходит для управляемости, но их ширина может стать кошмаром для упаковки. Subaru, Volkswagen и Porsche — ее лучшие исторические практики. Феррари удалось установить Flat-12 в один из самых красивых автомобилей, вышедших из 19-ти.80-х, так что это можно сделать.

Двигатели V-6 — физическое воплощение самого компромисса. Они хорошо подходят для поперечного применения и короче, чем рядные шестицилиндровые двигатели, что облегчает компоновку при продольном применении. Тем не менее, они тоже требуют балансирных валов, и их звук может варьироваться от «не совсем такого хорошего, как у V-8» (мы слышим ваших поклонников Alfa, и нам все равно) до напыщенного.

Chevy big-block V-8 GM

Это приводит нас к V-8, который короче, чем рядная шестерка, и в правильном формате (толкатель) не намного шире, чем четырехцилиндровый DOHC. Тоже не намного тяжелее. Главным недостатком конструкции является неравномерный порядок воспламенения, используемый в крестообразных двигателях V-8. Главный побочный эффект этого заключается в том, что они звучат потрясающе.

Некоторые люди скажут вам, что двигатели V-10 звучат хорошо. Эти люди ошибаются. Тем не менее, мы любим Viper, поэтому ставим проходной балл V-10 с большим рабочим объемом.

V-12 берут все лучшее, что есть в рядной шестерке, и удваивают это. Они плавные, мощные и звучат потрясающе. К сожалению, они сложны из-за огромного количества движущихся частей и очень дороги в производстве. Их также еще сложнее поместить под капот, и обычно они встречаются только в автомобилях высокого класса. А иногда БМВ.

Шесть веберов подряд питают передний 4,4-литровый двигатель Ferrari V-12 в этой модели 365 мощностью 352 л.с. Brandan Gillogly

Мы также любим чудаков: рядные три, V-4, рядные пять, W-8 и W-16. Эти странные двигатели, как правило, во многом схожи по дизайну с более распространенными компоновками и были специально сконструированы, чтобы лучше соответствовать своей нише. Есть и роторные двигатели.

Машиностроение предполагает ряд компромиссов. Более длинная колесная база обеспечивает более плавную езду за счет маневренности. Добавление дополнительного набора дверей значительно облегчает перемещение людей, но может испортить изящные линии. Добавление длинной крыши и превращение автомобиля в фургон добавляет грузового пространства, делает их как минимум в два раза круче и буквально не имеет недостатков. У нас должно быть больше вагонов. Извините, приносим свои извинения за касание вагона, вернемся к двигателям.

Итак, принимая во внимание рабочий объем, компоновку и звук, расскажите нам, какой ваш любимый двигатель и почему это, вероятно, должен быть V-8.

Брэндан Гиллогли

Добавьте мощности, плавности и долговечности с балансировкой!

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

Когда речь идет о двигателях, точная балансировка вращающегося узла — это шаг, который часто упускают из виду. Это позор, потому что он может добавить плавности, производительности и долговечности любому двигателю. В этой части нашей сборки Barton 528 Street Hemi мы будем делать именно это.

Во-первых, мы должны подчеркнуть важность правильной балансировки двигателя. Внутренняя балансировка двигателя — в отличие от внешней балансировки — эффективно повышает производительность и долговечность, а также снижает износ, шум и вибрацию. Другими преимуществами являются двигатель, который будет работать более плавно и с меньшей вибрацией, что создает меньшую нагрузку на коренные и шатунные подшипники, а также увеличивает срок службы других деталей.

Все коленчатые валы балансируются на заводе, но не в той степени, которая требуется для гоночного двигателя или высокопроизводительного уличного двигателя, что обычно означает удержание дисбаланса на уровне менее унций на дюйм. Заводской баланс подходит для серийных автомобилей, которые не испытывают регулярных взрывов на высоких оборотах. Внутри двигателя внутреннего сгорания коленчатый вал должен вращаться с большой скоростью. По мере того, как вращающиеся и возвратно-поступательные части увеличивают скорость, вибрация усиливается. На самом деле, вибрация ухудшается в зависимости от квадрата числа оборотов. Например, при 8000 об/мин вибрации второго порядка в четыре раза сильнее, чем при 4000, а не в два раза.

Если мы посмотрим на кинематику вращающегося узла поближе, то увидим, почему балансировка играет такую ​​важную роль. Если мы предположим, что коленчатый вал вращается с постоянной скоростью, когда ход кривошипа находится на полпути между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, поршневой палец на самом деле находится более чем на половине своего хода. На обратном пути, когда ход кривошипа находится на полпути между нижней мертвой точкой и верхней мертвой точкой, поршневой палец не находится даже наполовину в отверстии. Все это означает, что поршень проводит больше времени в нижней части отверстия, чем в верхней части, и движется вверх быстрее, чем в нижнюю часть, и это основной вклад в вибрацию.

К счастью для нас, на кривошипе V8 с поперечной плоскостью, который используется в большинстве отечественных двигателей V8, включая все Mopar, разница в скорости поршня компенсируется. Поскольку поршень ускоряется, приближаясь к ВМТ на одном цилиндре, это всегда компенсируется другим поршнем, который замедляется по мере приближения к ВМТ. Но это создает вторичную вибрацию в плоскости «y», где двигатель качается вперед-назад, и создает нагрузку на подшипники, которая экспоненциально возрастает с увеличением оборотов. Именно по этой причине внутренняя балансировка всегда будет лучше для высокопроизводительных уличных и гоночных двигателей с высокими оборотами.

Чтобы решить эту проблему, противовесы коленчатого вала предназначены для компенсации инерционного эффекта от веса поршня и шатуна, совершающих как вращательные, так и возвратно-поступательные движения (вверх и вниз) со скоростью. Большинство двигателей V8 используют большие противовесы по направлению к передней и задней части коленчатого вала. Эти большие передний и задний противовесы стратегически расположены дальше от центральной линии кривошипа для лучшего эффекта баланса. Изготовленный на заказ кривошип из заготовки делает еще один шаг вперед и размещает противовесы внутри, чтобы еще больше сгладить вибрацию.

Другим источником вибрации второго порядка, который имеет особенно серьезные последствия для подшипников, является крутильная динамика коленчатого вала. Если предполагается, что все цилиндры срабатывают с одинаковой направленной вниз силой на своих поршнях, величина крутящего момента, придаваемого ходу кривошипа, будет варьироваться в зависимости от расстояния от маховика. При полной мощности передний цилиндр может, например, вызвать отклонение положения шатунной шейки на 2 градуса, в то время как задний цилиндр может отклониться только на полградуса. Таким образом, наличие хорошего кривошипа, такого как узел Molnar от Hemi, может снизить вибрацию и увеличить срок службы подшипников.

Последний забавный факт, который следует учитывать при балансировке, заключается в том, что уровень вибрации, производимой двигателем, пропорционален мощности, но обратно пропорционален массе невращающихся компонентов, не совершающих возвратно-поступательного движения. Также играет роль то, как масса неподвижных частей распределяется вокруг движущихся частей, поскольку это влияет на общий полярный момент инерции двигателя. Поскольку многие гоночные двигатели имеют блоки из легкого сплава, это делает их особенно чувствительными к проблемам с балансировкой.

Возможно, вы также слышали о термине «перебалансировка» применительно к гоночным двигателям. Обычно считается, что коленчатый вал имеет 100-процентную вращающуюся массу; поршень, кольца, замки и поршневой палец как 100-процентная возвратно-поступательная масса; и стержень как наполовину совершающая возвратно-поступательное движение и наполовину вращающаяся масса. Когда грузы бобов рассчитываются для балансировки, стержень взвешивается с обоих концов, а массы всех компонентов (вместе с подшипниками, замками и приблизительным значением массы масла) подставляются в формулу, которая предполагает наличие центра масс. ибо шатун находится в его центре. На типичных уличных оборотах это не проблема, но на двигателях соревнований, которые регулярно работают более 9000 об/мин формула балансировки должна компенсировать положение центра масс шатуна ближе к шатуну. В результате многие производители двигателей перебалансируют двигатель на два или три процента, чтобы уменьшить вибрацию и продлить срок службы подшипников.

На внешне отбалансированном коленчатом валу уличного двигателя к переднему гармоническому балансиру и заднему маховику, преобразователю крутящего момента или гибкой пластине добавляется дополнительный смещенный вес. При балансировке внешне сбалансированного коленчатого вала указанные ранее компоненты необходимо установить на коленчатый вал для балансировки. На внутренне сбалансированном коленчатом валу, таком как наш, в этом нет необходимости.

На случай, если вы пропустили первые два этажа нашего локомотива 528 Street Series Hemi, построенного в Бартоне, вот краткая информация. В первой части Бартон помог нам переработать последнюю версию головки блока цилиндров Street Hemi, Edelbrock Victor Jr. последние отливки получили вклад в обновление дизайна и разработки от самого Рэя Бартона — всемирно известного эксперта Hemi. Для второй истории мы показали работу специальной машины, которая входит в блок Hemi по чертежам Бартона [http://www.hotrod.com/articles/behind-curtain-ray-barton-hemi-machine-shop-secrets/] . Магия механической обработки Бартона поможет увеличить мощность и долговечность — то, чего хочет каждый. Вся балансировка в Ray Barton Racing Engines выполняется собственными силами для каждого Hemi, который они производят.

Том Молнар (слева) из Molnar Technologies был в районе Рэя Бартона, чтобы лично доставить наш коленчатый вал Molnar с 4,150-тактным двигателем и шатуны двутавровой балки. Здесь бригада Тима из Бартона измеряет шатунную шейку кривошипа Molnar. Рэй предпочитает использовать высококачественные коленчатые валы и шатуны Molnar для многих своих сборок Hemi. Все вращающиеся/возвратно-поступательные компоненты (поршень, кольца, поршневой палец, замки, шатун) взвешиваются по отдельности, чтобы определить рабочий вес для балансировки коленчатого вала. . Каждая часть должна весить одинаково для каждого цилиндра. В документе записан вес каждой вращающейся/возвратно-поступательной части для определения веса боба для балансировки коленчатого вала. Каждый поршень Diamond для нашего 528ci Hemi весил одинаковые 778 граммов. Поршень Hemi Gen 2 имеет купол, который выступает в полусферическую камеру сгорания, что делает его немного тяжелее (примерно от 50 до 100 граммов), чем клиновидный поршень того же диаметра (4500 дюймов). Эти слаги дадут нам расчетную степень сжатия 10,5:1.

Выше — поршневой палец, кольца и замки поршневого пальца также взвешиваются по отдельности, чтобы обеспечить их одинаковый вес для каждого цилиндра. Их вес добавляется к уравнению возвратно-поступательного веса, чтобы помочь рассчитать груз, необходимый для балансировки.

Вес малого конца удилища (наручного штифта) также является частью показателя возвратно-поступательного веса и добавляется к уравнению для веса боба. Большой конец удилища и вес подшипника являются частью показателя вращающегося веса. Это число удваивается и прибавляется к уравнению для веса боба. Здесь расчетная бумага показывает возвратно-поступательную и вращающуюся массу, добавленную к общему показателю веса боба, чтобы сбалансировать кривошип. Обратите внимание на 4 грамма массы масла, добавленные к уравнению вращающейся массы. Это для остаточного масла, висящего вокруг сборки. Вращающаяся масса 1230 грамм и возвратно-поступательная масса 1289 г.граммы составили 2519 граммов для бобов. Обратите внимание, что весы показывают идеальные 2519 граммов для бобов. Все 8 бобов были собраны для взвешивания 2519 граммов. Грузики имитируют массу поршней и шатунов в процессе балансировки. Прикрепив грузики к шатунным шейкам, коленчатый вал вращался на балансировочном станке. В нашей ситуации (вероятно, из-за более тяжелых поршней Hemi) балансировочная машина показала нам, что передний вес на 43 грамма меньше, а задний противовес на 29 граммов.граммов слишком мало для чистого нулевого баланса. Нам нужно было просверлить отверстие диаметром 5/8 дюйма в передней части и отверстие диаметром 9/16 дюйма в заднем противовесе для нескольких металлических стержней Мэллори. Металл Мэллори очень плотный, его масса примерно в два раза превышает массу эквивалентного объема стали. Металл Мэллори состоит преимущественно из вольфрама; он легирован другими металлами для улучшения его механических характеристик. 9/16-дюймовая металлическая заготовка Мэллори запрессована в задний противовес. Слизень Мэллори хранится в замороженном состоянии в сухом льду непосредственно перед тем, как ее вдавить. Как только он достигает комнатной температуры, он становится частью противовеса и никуда не денется. Крупный план идеально установленной металлической втулки Mallory в нашем коленчатом валу Molnar из кованой стали с ходом 4,150 дюйма. Обратите внимание, что масса самого противовеса не важна — масса умножается на расстояние от центральной линии кривошипа. Чем дальше груз от центральной линии, тем больше он влияет на баланс. Это вступает в игру, потому что, хотя многие кривошипы имеют радиус противовеса 3 дюйма, это не относится ко всем кривошипам и противовесам. Теперь, когда коленчатый вал отбалансирован по отношению к вращающемуся / возвратно-поступательному узлу, мы готовы выполнить окончательную очистку и промывку.