Рядный двигатель: Особенности и преимущества

Автор Servicing-Auto На чтение 5 мин Просмотров 308 Опубликовано 28.12.2015

Рядные двигатели, по сути, базовая версия двигателей внутреннего сгорания, так как самые первые модели, в которых работала всего пара цилиндров, имели именно рядную компоновку. Изначально такое положение цилиндров использовалось для того, чтобы корректно работал коленчатый вал мотора.

Все началось с одноцилиндрового мотора. Самый первый родственник современного 6 рядного двигателя был придуман и сконструирован еще в 1860 году Этьеном Ленуаром. По-крайней мере, так принято считать, несмотря на то, что попытки запатентовать подобную конструкцию мотора были и раньше. Но, именно агрегат Ленуала является наиболее близким к тем движкам, которые сегодня используются в серийных легковых автомобилях. Двигатель изначально был всего с одним рабочим цилиндром, выдавая колоссальные на то время 1,23 лошадиные силы.

Идея такой конструкции очень быстро посчиталась идеальной и ее подхватили многие изобретатели, стараясь усовершенствовать все, что только можно, исходя из технических возможностей своего времени. Основной упор делался на увеличение мощности. Изначально концентрация внимания была на одном цилиндре и увеличении его размеров. Казалось, что таким образом достичь большей мощности проще всего. Однако пришлось параллельно значительно увеличивать и другие детали – поршень, шатун и т.д. Двигатели в итоге получались крайне нестабильными и тяжелыми, отличаясь в работе серьезной задержкой между воспламенительными тактами. Все тряслось и гремело, что в свое очередь заставляло оборудовать мотор еще одним тяжелым элементом – балансиром.

Очень скоро стало понятно – исследования в тупике. Чисто конструктивно одноцилиндровый двигатель не мог корректно работать из-за ужасного соотношения мощности, размеров и веса. Требовалась дополнительная энергия, для которой нужно было вновь увеличивать цилиндр. Замкнутый круг многие посчитали крахом самой идеи двигателя внутреннего сгорания. Но, решение все же появилось – инженеры осознали, что приводить в движение коленвал можно сразу несколькими поршнями. Наиболее простым и понятным вариантом оказалось расположение нескольких добавочных цилиндров в ряд. Так и появился первый рядный двигатель, ставший прототипом для большинства современных моторов.

Первый 4 рядный двигатель увидел свет в конце девятнадцатого века. Сравнивать его по мощности с современными движками нельзя, но его эффективность была значительно выше предшественников. Увеличение мощности достигалось с помощью увеличения количества рабочего объема, то есть, непосредственно рабочих цилиндров. Так, довольно быстро, инженеры различных компаний представили многоцилиндровые двигатели, вплоть до агрегатов с двенадцатью цилиндрами.

Содержание

1. Как работает рядный двигатель
2. Недостатки и преимущества современных рядных двигателей
3. Будущее рядных двигателей

Как работает рядный двигатель

Не считая того, что у каждого мотора различное количество цилиндров, 6 рядный и 4 рядный двигатель работают практически одинаково. Принцип действия же основан на базовых характеристиках любого двигателя внутреннего сгорания.

Все цилиндры в таком агрегате располагаются в один ряд. Коленвал, который в действие приводят поршни на силе сгорания топлива, один для всех цилиндров. То же касается и головки блока – она одна на всех.

Основная классификация рядных движков – сбалансированные и несбалансированные. Собственно, сбалансированность требуется из-за очень сложного коленвала и зависит от количества используемых цилиндров. Чем их больше, тем больше баланса нужно. Так, несбалансированными рядными двигателями могут быть только конструкции с небольшим количеством цилиндров, иначе во время работы появляется очень сильная вибрация, попросту разрушающая коленчатый вал. Проще говоря, даже самые дешевые 6 цилиндровые движки сбалансированы намного лучше, чем дорогие «четверки». Таким образом, для улучшения баланса, 4 рядные моторы иногда тоже требуют специальных балансировочных валов, которые часто называют «успокоительными».

Также различия на классы возникают из-за размеров и способа установки. «Четверка» без труда может быть установлена в любом положении под капотом, а большой 6 цилиндровый движок поперек не встанет, даже если над этим будут работать десятки хороших инженеров – стоимость такой установки неважна, так как для поперечного монтажа просто недостаточно места.

Собственно, кроме нескольких моментов, плюсы и минусы рядных движков такие же, как и у обычных ДВС.

Четырехцилиндровые агрегаты, которые наиболее распространены, считаются самыми надежными и простыми. Они относительно легки, не требуют особых затрат на ремонт и занимают мало места. Главный минус, который был уже описан выше в статье – несбалансированность. Но, и с этим современные производители научились справляться, дополняя конструкцию балансировочными элементами. Таким образом, рядная «четверка» — лучший двигатель для современного легкового автомобиля вплоть до среднего класса.

Что же касается шестицилиндровых моторов – они сбалансированы практически идеально, справляясь с главным минусом «четверок». Но, за баланс приходится жертвовать не менее важным размером. Поэтому, несмотря на лучшие тех.показатели, «шестерки» менее распространены в обычных автомобилях – коленвал очень длинный, стоимость изготовления слишком высока, размеры слишком большие.

Будущее рядных двигателей

Как и в девятнадцатом веке, наши конструкторы столкнулись с тем, что они называют «предел возможностей конструкции». Хотя, самым распространенным остается все же движок с шестью цилиндрами.

Так, рядные «шестерки» все еще являются основным решением для огромного количества транспортных средств. Их используют на общественном транспорте, легковых автомобилях, сельскохозяйственной технике, небольших судах для хождения по рекам. Более того, многие крупные автоконцерны продолжают устанавливать обычные «шестерки» на свои передовые модели. Например, BMW продолжают каждый год представлять публике новые модификации своего шестицилиндрового флагманского мотора. Активно использует различные модификации и Порше.

При всем этом, считается, что рядные движки уже достигли своего максимума и чтобы увеличивать их мощность дальше, придется бесконечно увеличивать длину коленчатого вала, что, в свою очередь, будет приводить к уменьшению его прочности и сроку эксплуатации всего агрегата.

В какой-то момент было решено, что наиболее эффективными и мощными рядными двигателями можно считать восьмицилиндровые моторы. Коленвал в них относительно небольшой, а восемь цилиндров дают достаточную мощность при размере всей конструкции. Следующим витком эволюции двигателей внутреннего сгорания стало появление V-образных и оппозитных моторов, которые на данный момент довольно быстро захватывают автомобильный рынок.

Сколько цилиндров для двигателя лучше? / Всё для моторов

Сколько цилиндров для двигателя лучше?

Моторы первых, серийных автомобилей были одноцилиндровыми. Такое решение использовалось только потому, что ДВС с одним цилиндром сделать было проще и быстрее, чем машину с двумя котлами. Это были простенькие машинки, которые напоминали самоходные повозки. На них не было даже привычного уже всем давно, руля. Двигатель на подобных автомобилях устанавливался просто под сиденьем водителя. При этом ДВС был очень близок к задней оси, на которую и передавал вращающий момент цепью.

Но бензиновые, силовые агрегаты очень быстро эволюционировали. Буквально спустя пару лет появились двухцилиндровые машины. Стоили они дороже, но они пользовались хорошим спросом, так как такие, самоходные повозки были не только мощнее, но их не трясло так сильно, как одноцилиндровые машины. И многие автомобилисты оценили именно лучшую сбалансированность агрегат с большим числом цилиндров.

Уже в первом десятилетии двадцатого века появились четырехцилиндровые агрегаты с рядным расположением цилиндров. Такие машины хоть и стоили в четыре, а иногда и в шесть раз больше, чем просили за одноцилиндровые, начальные модели, от этих же производителей, но качественно были совершенно на новом уровне.

Какие двигатели самые сбалансированные?

С годами количество цилиндров в двигателях росло, но как показала практика, само по себе увеличение числа котлов, не всегда способствовало лучше сбалансированности.

Выяснилось, что самыми сбалансированными моторами являются рядные, шестицилиндровые агрегаты и V-образные движки с двенадцатью цилиндрами. Если взять к рассмотрению рядную шестерку, и обратить внимание на схему работы цилиндров данного агрегата, то можно заметить, что пока два поршня находятся вверху, а два внизу, еще два поршня находятся в среднем. При этом в нижнем, среднем и высшем положении постоянно находятся по два поршня. Такой мотор, даже без дополнительных, балансирных валов, очень хорошо сбалансирован и имеет минимум вибраций.

На рядной шестерке несмотря на то, что здесь меньше цилиндров, чем на V8, или V10, вибраций меньше, а соответственно и нагрузок на детали двигателя меньше. Именно по этой причине очень существенное число миллионников являются именно рядными шестерками. Данная компоновка часто используется на коммерческой технике, которая работает под огромными нагрузками и рассчитана на большой срок эксплуатации.

V12 также имеет очень большой ресурс, так как по своей сути это две, совмещенные шестерки. V6 без балансирных валов не может похвастаться такой же хорошей сбалансированностью как рядная шестерка. Дело в том, что это два, совмещенных в один блок с картером, трехцилиндровых движка. А моторы с нечетным числом цилиндров удается уравновесить лишь с помощью балансирных валов.

Больше цилиндров — больше ресурса?

Раньше, еще до середины двухтысячных, почти всегда работало правило, что большой мотор с большим количеством котлов существенно более надежен, чем маленький, силовой агрегат. Дело в том, что на каждый из поршней шестицилиндрового агрегата объемом в 2 литра, действует меньшее усилие, чем на поршень четырехцилиндрового движка такого же объема. Причем меньшая нагрузка передается не только на сам поршень, но и на вкладыши и другие детали ДВС. Но, если агрегат оснащен большим количеством цилиндров, для уравновешивания работы которых используются балансирные валы, то механизм привода данных валов также требует обслуживания. И на деле получается ситуация, когда механизмы обеспечения равномерной работы V – образного мотора, нивелируют преимущества, которое дает большое количество цилиндров.

Какой самый плавный двигатель?

Рядная шестерка

Так что же такого особенного в рядной шестерке? Преимущества: Рядная шестерка изначально сбалансирована. Компоновка в сочетании с его порядком работы приводит к тому, что двигатель является практически самым плавным.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на carthrottle.com

Почему двигатели V12 работают плавно?

Двигатели V12

Плавная подача мощности: В двигателе V12 поршень срабатывает через каждые 60 градусов поворота коленчатого вала, что обеспечивает одну из самых плавных передач мощности среди всех двигателей. Свободное вращение: поскольку двигатель сбалансирован естественным образом, коленчатый вал может быть изготовлен с минимальным противовесом, что снижает инерцию вращения.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на carthrottle.com

Какой двигатель самый сбалансированный?

Наиболее естественно сбалансированный двигатель в его базовом состоянии — рядный 6-цилиндровый. Из-за синхронизации поршней шесть цилиндров движутся парами, но срабатывают попеременно. Это приводит к равномерному и постоянному зазору между каждым движением цилиндра.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на matfoundrygroup.com

Почему двигатели V8 такие плавные?

Двигатели V8 работают более плавно, чем двигатели многих других конфигураций, потому что двигатель производит рабочий ход каждые 90 градусов, тогда как 4-цилиндровый двигатель производит рабочий ход каждые 180 градусов, а 6-цилиндровый двигатель производит рабочий ход каждые 120 градусов.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на wapcar.my

Что такое плавность хода двигателя?

Плавность работы двигателя во многом зависит от базовой конфигурации конструкции двигателя, т. е. количества цилиндров, их расположения (в ряд, V-образно или оппозитно) и угла V для V-образных двигателей.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на autozine.org

Акио Тойода: «Этот новый двигатель РАЗРУШИТ всю индустрию электромобилей!»

Двигатели V6 работают более плавно?

По сравнению с четырехцилиндровым двигателем двигатели V6 обладают большей мощностью и более плавной работой. Экономия топлива — одно из самых больших преимуществ использования двигателя V6. Наконец, двигатели V6 могут обеспечить большую стабильность и лучшую управляемость, чем их аналоги V8. Двигатели V8 обычно предлагают лучшую мощность и ускорение.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на kia.com

Почему V6 более плавный?

Конструкция V6 также по своей природе гладкая, поскольку вибрации, вызванные движением поршней с одной стороны двигателя, компенсируются вибрациями, вызванными движением поршней с другой стороны.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на toyota.ca

Является ли V8 более плавным, чем V6?

V6 против V8: плавность хода

Таким образом, в то время как двигатель V6, как правило, будет более плавным, чем четырехцилиндровый, двигатель V8 всегда будет иметь большую плавность хода, чем V6. Думайте больше о роскошных автомобилях с V8, а не о хот-родах с их мощными двигателями с прерывистыми холостыми оборотами.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на capitalone.com

Является ли V8 быстрее, чем V6?

Оба типа имеют V-образную форму, отсюда и название: двигатель V6 имеет шесть цилиндров, а двигатель V8 — восемь из них. V8 способен производить больше мощности, в результате чего ваш автомобиль может разгоняться намного быстрее.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на capitalofindiantrail.com

Почему старые V8 звучат так хорошо?

Поскольку у них в два раза больше цилиндров, частота двигателя V8 находится в более высоком и, как правило, более приятном акустическом диапазоне.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на Capitalone. com

Какой двигатель самый чистый?

Исследователи проверили образец объемом 100 мл на качество моторного масла, а также на наличие углерода. Согласно тесту, двигатели мотоциклов Royal Enfield являются самыми чистыми в мире.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на cartoq.com

Какой двигатель всех времен и народов самый лучший?

10 лучших высокопроизводительных двигателей всех времен (по словам вас)

• American Motors AMX 390/Tall-Deck 390. …
• Rolls-Royce Merlin. …
• Chevy DZ 302 Малый блок. …
• Форд 351 Кливленд. …
• Pontiac 455 (HO & SD) …
• Chevy Big Block (семейный) …
• GM LS (семейный) …
• Chrysler/Mopar 426 Hemi.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на onallcylinders.com

У какого двигателя больше срок службы?

Дизельные двигатели — это воплощение инженерной мысли, они считаются одними из самых надежных и долговечных транспортных средств. Есть три основные причины долговечности, долговечности и надежности дизельных двигателей: Общая конструкция дизельного двигателя — шестеренчатый привод, лучшая смазка и меньший износ.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на autoandfleetmechanic.com

Есть ли двигатель V16?

Двигатель V16 представляет собой шестнадцатицилиндровый поршневой двигатель, в котором два ряда по восемь цилиндров расположены в V-образной конфигурации вокруг общего коленчатого вала. Двигатели V16 менее распространены, чем двигатели с меньшим количеством цилиндров, такие как двигатели V8 и V12.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org

Есть ли двигатель V14?

Двигатель V14 представляет собой V-образный двигатель с 14 цилиндрами, установленными на картере в два ряда по семь. Это относительно редкая компоновка, которая используется на больших среднеоборотных дизельных двигателях, используемых для выработки электроэнергии и морских силовых установок.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org

Почему двигатели V8 не сбалансированы?

Типичный порядок включения L-R-L-L-R-L-R-R (или R-L-R-R-L-R-L-L) приводит к неравномерному интервалу импульсов впуска и выпуска для каждого ряда. Когда для каждого ряда цилиндров используются отдельные выхлопные системы, эта неравномерная пульсация приводит к грохочущему звуку, который обычно ассоциируется с двигателями V8.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org

V6 быстрее, чем Turbo?

Turbo-Four против V6

Современные четырехцилиндровые двигатели с турбонаддувом, если они спроектированы должным образом, либо превзойдут, либо сравняются с безнаддувным V6 почти во всех категориях. Турбочетвёрки легче, эффективнее и могут быть более мощными, чем безнаддувные V6.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на capomazda.com

Тратит ли V8 больше бензина?

V8 против

Обобщая различия, мы обычно обнаруживаем, что V8, по сравнению с V6, стоят немного дороже при покупке, сжигают больше топлива, больше весят и обычно могут буксировать и перевозить больше, выдерживая меньшие нагрузки. Для сравнения, двигатели V6 дешевле при покупке, сжигают меньше топлива, меньше весят и меньше буксируют.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на kbb.com

У какой машины двигатель V12?

Rolls-Royce Cullinan

Внедорожников с двигателем V12 было немного. Rolls-Royce Cullinan, в котором используется такой же мегагладкий 6,75-литровый твин-турбо V12, как и в любом другом Rolls, является единственным в этом списке.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на topgear. com

Почему V8 лучше, чем V12?

Тепловой КПД двигателей V8 составляет от 29% до 40%. Напротив, тепловой КПД двигателя V12 может составлять 50%. Однако максимальная тормозная мощность двигателя V12 составляет 19 300 л.с., а двигателя V8 – 10 000 л.с. Степень сжатия двигателя V12 составляет 9,5:1, а двигателя V8 — 13,7:1.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на dubizzle.com

Что тратить больше газа V6 или V8?

Меньший размер двигателя V6 позволяет ему потреблять меньше топлива, чем двигатель V8 или другие более крупные двигатели. Обычно это означает лучший пробег и потенциальную экономию на насосе. Меньшее количество цилиндров снижает вес двигателя V6 и делает его легче, чем двигатель V8.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на nissanusa.com

Что сжигает больше бензина V6 или V8?

Увеличенный расход бензина

Почти все двигатели V6 потребляют меньше бензина, чем двигатели большего размера. Это означает, что вы, как правило, увидите лучший расход топлива в вашем V6 Ram по сравнению с его аналогами V8.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на dolandodgeram.com

Является ли A v4 быстрее, чем V6?

Двигатель V6 сможет производить большее количество энергии в более быстром темпе и будет гораздо лучше реагировать на каждое нажатие педали газа, способный быстро разогнаться до высоких скоростей.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на sundevilauto.com

Является ли V4 лучше, чем V6?

Как правило, четырехцилиндровый двигатель обеспечивает лучшую экономию топлива, чем шестицилиндровый. Его лучшая экономия топлива в основном связана с меньшей мощностью, а также с меньшими размерами и меньшим весом вашего автомобиля.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на capitalone. com

Может ли 4-цилиндровый двигатель превзойти V8?

По сравнению с V8, четырехцилиндровый двигатель легче, экономичнее и компактнее, но, как правило, он не способен выдать такую ​​мощность, которую вы получили бы от V8. Тем не менее, есть некоторые четырехцилиндровые двигатели, которые на удивление быстрее, чем V8.

Запрос на удаление

|
Посмотреть полный ответ на hotcars.com

← Предыдущий вопрос
Кто должен платить в начале отношений?

Следующий вопрос →
Заблокирован ли Zoom в Китае?

Действительно ли рядные шестицилиндровые двигатели лучше двигателей V6?

9 сентября 2019 г.

Скорее всего, вы слышали или читали, что некоторые крупные производители автомобилей отказываются от своих двигателей V6 в пользу рядных шестицилиндровых конфигураций, в связи с чем возникает вопрос: почему? В конце концов, двигатели V6 хорошо служили своим производителям на протяжении многих лет, так зачем отказываться от проверенной конструкции двигателя? Ответ довольно сложен, и хотя некоторые комментаторы сводят вопрос к простому «V6 — это плохо, а рядные шестицилиндровые конфигурации — это хорошо», реальный ответ лежит где-то между двумя крайностями. Таким образом, в этой статье мы более подробно рассмотрим плюсы и минусы каждой конструкции двигателя с точки зрения присущих им характеристик, начиная с этого вопроса-

Действительно ли двигатели V6 плохи?

Короткий ответ: действительно плохих двигателей V6 больше нет, а более того, когда возникает вопрос, что лучше — V6 или рядные двигатели, следует иметь в виду, что обе конструкции двигателей имеют преимущества и недостатки. Поэтому вопрос нужно решать, сравнивая яблоки с яблоками, так сказать, а не исходя из личных предпочтений. Давайте рассмотрим некоторые проблемы, которые делают двигатели V6 отличными —

Двигатели V6 хороши для распределения веса

Поскольку двигатели V6 значительно короче и компактнее, чем рядные шестицилиндровые двигатели с аналогичным рабочим объемом, двигатель V6 можно разместить дальше от линии передней оси, чем рядный двигатель, что значительно улучшает общее распределение веса между двумя осями.

Двигатели V6 могут использоваться в автомобилях с передним приводом

Существует много примеров поперечной установки двигателей V6 на переднеприводные модели, но почти во всех случаях решение производителей автомобилей производить эти образцы больше связано с экономия затрат и завоевание доли рынка по сравнению с конкурирующими производителями, чем с любыми неотъемлемыми преимуществами, которые двигатели V6 могут иметь по сравнению с рядными двигателями.

Например, намного дешевле усилить подвеску 4-цилиндровой модели, чтобы выдержать вес V6, чем разрабатывать новую модель с нуля. На самом деле, поскольку многие производители используют единую платформу для расширения модельного ряда, достаточно просто добавить слегка модернизированные тормоза, усиленную систему подвески и перепрограммированную электронику к двигателю V6, чтобы мгновенно создать вариант V6 модели, которая начала свою жизнь. с 4-цилиндровым двигателем.

Итак, учитывая вышеперечисленные преимущества двигателей V6, почему некоторые автопроизводители отказываются от них? Для этого есть несколько очень веских причин, но давайте начнем с этого.0005

Производство двигателей V6 дорого

Хотя ни один производитель автомобилей никогда не публикует анализ затрат на производство двигателей, факт заключается в том, что двигатель V6 требует трех отливок; один блок двигателя и две головки блока цилиндров, а иногда и отдельная отливка поддона.

Две головки блока цилиндров означают вдвое большее время проектирования, необходимое для завершения одной головки блока цилиндров, к которому необходимо добавить стоимость дополнительных распределительных валов и других компонентов синхронизации, а также дополнительные трудозатраты, связанные со сборкой двигателя V6.

На первый взгляд, дополнительные расходы могут показаться не проблематичными, но если производитель выпускает, скажем, 50 000 или более двигателей V6 в год, затраты составляют миллионы-миллионы долларов или евро (или любую другую валюту). которые многие производители сейчас вкладывают в разработку гибридных и/или электрических транспортных средств.

Вышеизложенное должно дать вам некоторое представление о том, почему двигатели V6 теряют популярность, но что же делает рядный шестицилиндровый двигатель более привлекательным предложением? В игру вступают два основных фактора: один связан с улучшенными технологиями, а другой связан с вопросом баланса. Смотрим-

Усовершенствованные технологии

Было время, когда вспомогательное оборудование, такое как водяные насосы, вентиляторы радиатора и кондиционеры, подвешивалось к передней части рядных двигателей, что значительно увеличивало общую длину этих двигателей. Напротив, компактность двигателя V6 обычно оставляла достаточно места перед двигателем для размещения этих компонентов.

последовательные турбокомпрессоры, в моторных отсеках, которые стали меньше и теснее. Как правило, и поскольку выпускные коллекторы занимают большую часть пространства по обеим сторонам двигателей V6, единственное доступное пространство, в котором можно разместить многие компоненты, повышающие производительность, находится в ложбине между головками цилиндров, в пространстве, которое требуется для установки впускной коллектор.

Однако теперь электрические водяные насосы, электрические компрессоры кондиционеров и электрические турбонагнетатели можно разместить практически в любом месте рядом с рядным шестицилиндровым двигателем. Хорошим примером является электрический турбонагнетатель, который был разработан для работы с новым рядным шестицилиндровым двигателем Mercedes-Benz. Этот турбокомпрессор, который, по утверждению MB, полностью устраняет турбояму, может развивать скорость до 70 000 об/мин менее чем за 300 миллисекунд, будет использоваться в последовательной установке с обычным турбокомпрессором с изменяемой геометрией, приводимым в действие выхлопом.

Такая установка была бы чрезвычайно сложной, если вообще возможной, для любого двигателя V6, используемого сегодня, потому что для того, чтобы такая установка работала в полную силу, вам потребуются два двигателя с выхлопным приводом и два с электроприводом. управляемые турбокомпрессоры. Однако остается только догадываться, как воздуховоды впуска и давления наддува для такой установки будут проходить вокруг двигателя V6 в тесном моторном отсеке.

До сих пор мы обсуждали только некоторые второстепенные проблемы, о большинстве из которых средний водитель или владелец автомобиля не знает и не заботится о них. Однако исследования, проведенные несколькими потребительскими организациями, показывают, что наиболее важным фактором для большинства покупателей новых автомобилей является (несколько неожиданно) не надежность, а изысканность. С точки зрения потребителя, понятие изысканности имеет много аспектов: для одних людей это место для сидения, для других — расположение приборной панели и элементов управления, а для третьих изысканность больше связана с плавностью работы двигателя. чем с чем-либо еще.

С другой стороны, производители автомобилей, и особенно производители автомобилей среднего и высокого класса, знают, что а) разные люди ищут разные вещи в новом автомобиле и б) что самый простой способ удовлетворить большинство потребительских предпочтений

Вопрос баланса

Это изображение заключает в себе самый большой недостаток двигателей V6, которые не имеют угла наклона 120 градусов, а именно Дело в том, что поршни движутся в разных направлениях, что вызывает значительные плоские дисбалансы как их вращающихся, так и противодействующих масс, а также ротационные дисбалансы при сжатии и создании крутящего момента. По большей части этот дисбаланс более выражен в двигателях V6, подобных приведенному выше, в котором два поршня имеют общую шатунную шейку или опорную шейку. Более того, несмотря на очевидные преимущества короткого коленчатого вала и повышенной структурной целостности, которая достигается за счет компактного блока цилиндров, тот факт, что два блока цилиндров на двигателях V6 расположены в шахматном порядке, особенно затрудняет противодействие взаимным дисбалансам плоскостей с помощью массивных противовесов, установленных на коленчатом валу.

Тем не менее, двумя примерами хорошо сбалансированных двигателей V6 являются двигатели Alfa-Romeo объемом 2,5 л и 3,0 л, в которых легкие поршни в сочетании с высокотехнологичными опорами двигателя и противовесами, установленными между «разъемными» шатунными шейками, почти исключают как вращение, так и взаимные диспропорции. Однако эти двигатели являются исключением, и большинство двигателей V6, используемых сегодня, страдают от присущих им вибраций первого и второго порядка, которые очень дороги, не говоря уже о том, что с инженерной точки зрения их устранение сложно, что вызывает этот вопрос. 0005

Рядные шестицилиндровые двигатели идеально сбалансированы?

Ну и да и нет. Да, потому что рядные двигатели практически не имеют дисбаланса возвратно-поступательных масс и плоскостей вращения, а нет, потому что рядные двигатели страдают от высоких вторичных дисбалансов* при высоких оборотах двигателя.

* Когда коленчатый вал поворачивается на 90 градусов от положения ВМТ, скажем, шатун № 1 находится в максимальном наклоненном положении, когда шатун достигает точно средней точки своего вращения, что означает, что на практике малый конец находится несколько ниже средней точки хода как на 9, так и на 90 градусов и 270 градусов ATDC. Практический эффект этого заключается в том, что между 90 градусами до ВМТ и 270 градусами ВМТ поршень перемещается на более короткое расстояние, чем между 90 градусами ВМТ и 90 градусами ВМТ.

Другими словами, это означает, что если коленчатый вал вращается с постоянной скоростью, поршень проходит меньшее расстояние, и, следовательно, скорость его движения выше в верхней половине оборота коленчатого вала, чем в нижней половине вращения коленчатого вала. Вследствие этого силы инерции, создаваемые поршнем при его разгоне и торможении, в верхней половине оборота коленчатого вала заметно больше, чем в нижней половине.

Вышеизложенное является обязательным кратким объяснением основной причины вторичных дисбалансов и вибраций в рядных двигателях. Однако на практике вторичные дисбалансы прямо пропорциональны как массе поршней, так и общей частоте вращения двигателя, а это означает, что на холостом ходу и низких оборотах большинство современных рядных шестицилиндровых двигателей практически не подвержены вибрациям, поскольку вторичные дисбалансы почти полностью устраняются. поглощается тремя витками коленчатого вала, разнесенными на 120 градусов. Вот как это работает —

С точки зрения конструкции рядные шестицилиндровые двигатели представляют собой два трехцилиндровых двигателя, которые соединены общим коленчатым валом, который позволяет поршням двигаться вместе по трем парам. Например, поршни 1 и 6 всегда будут двигаться вместе, поршни 2 и 5 всегда будут двигаться вместе, а поршни 3 и 4 всегда будут двигаться вместе. Независимо от того, на каком такте находится тот или иной поршень, парные поршни приводят к почти идеальному взаимному и вращательному балансу, который дополнительно улучшается за счет перекрытия генерирования крутящего момента в течение каждых 120 градусов вращения коленчатого вала.

Обратите внимание, хотя рядные шестицилиндровые двигатели обычно имеют некоторую степень дисбаланса плоскости во время тактов сжатия, эти вибрации можно свести к минимуму, если не устранить, сконструировав впускной и выпускной коллекторы так, чтобы импульсы впуска и выпуска распределялись равномерно. Это не только снижает интенсивность отражающих/отскакивающих волн давления в камере впускного коллектора и направляющих, но также улучшает продувку выхлопных газов.

Тем не менее, ничто не бывает бесплатным, и почти идеальные взаимные и вращательные балансы рядных шестицилиндровых двигателей достигаются ценой высоких вторичных дисбалансов (обсуждавшихся ранее), вызывающих значительные крутильные колебания как коленчатого, так и распределительного вала(ов). Хотя этими вибрациями можно управлять с помощью гармонических балансиров, лучший способ уменьшить крутильные колебания и напряжения — это уменьшить входной крутящий момент на коленчатый вал, что обычно достигается за счет уменьшения диаметра отверстия цилиндра и увеличения эффективной длины хода.

Опять же, нет ничего свободного, и в то время как меньшие отверстия уменьшают входной крутящий момент на коленчатый вал, более длинные ходы увеличивают вторичный дисбаланс. На практике это означает, что плавность хода современных рядных шестицилиндровых двигателей является результатом сложных компромиссов между диаметром цилиндра, длиной хода поршня, расстоянием между цилиндрами в блоке, длиной коленчатого вала, количеством и расстоянием между опорными (коренными) подшипниками. . Кроме того, как статическая, так и вращательная массы маховика (или узла преобразователя крутящего момента) и гармонического балансира должны быть согласованы как с собственной частотой колебаний коленчатого вала, так и с диапазоном частот, индуцированных (в коленчатом валу) входным крутящим моментом для предотвращения выхода из строя коленчатого вала.

Сказав все вышесказанное, теперь возникает вопрос:

Зачем тогда сбрасывать двигатели V6, если рядные шестицилиндровые двигатели имеют собственные проблемы с балансировкой?

В конечном счете, нет ни одного фактора или характеристики, которая делала бы рядные шестицилиндровые двигатели «лучше», чем любой современный двигатель V6, используемый сегодня. Тем не менее, с точки зрения разработки, дизайна и производственных затрат, существует множество причин, по которым рядные шестицилиндровые двигатели возвращаются. Давайте рассмотрим некоторые из этих причин-

Рядные двигатели становятся все более компактными

Появление электрических турбонагнетателей и водяных насосов позволяет уменьшить общую длину рядных двигателей, что, в свою очередь, позволяет размещать эти двигатели дальше за передними колесами. осевой линии автомобилей, чем это было возможно сделать раньше. Это особенно важно в высокотехнологичных приложениях, где улучшенное распределение веса способствует улучшению характеристик управляемости.

Рядные двигатели становятся дешевле в производстве

Большинство новых рядных двигателей изготавливаются по «модульному» принципу, а это означает, что расстояние между цилиндрами одинаково не только на всех литражах, но и на версиях V8. На практике это означает, что теперь все отливки блоков цилиндров могут обрабатываться и отделываться на одной и той же инструментальной линии, что приводит к значительной экономии средств для производителей.

Рядные шестицилиндровые двигатели по своей природе лучше сбалансированы, чем двигатели V6. повышенный вторичный дисбаланс. Тем не менее, ограничения рабочего объема были в значительной степени преодолены за счет принудительного впуска с электронным управлением в сочетании с улучшенными стратегиями управления подачей топлива и зажиганием, а также улучшенными конструкциями коллекторов, которые значительно улучшают как поток всасываемого воздуха, так и продувку выхлопных газов, что оставляет нас с этим. 0005

Заключение

Интересно отметить, что на сегодняшний день только производители автомобилей высокого класса, включая Mercedes-Benz, Land Rover и Jaguar, объявили о планах отказаться от своих двигателей V6 в пользу рядных. Насколько это решение связано с превосходным балансом рядных двигателей и проблемами стоимости производства, и насколько это связано с потребительским спросом на автомобили без вибрации, не совсем ясно, но стоит отметить, что BMW никогда не отказались от шестицилиндровых рядных конфигураций двигателя.

Как техники, мы знаем, что очень трудно превзойти рядный шестицилиндровый двигатель BMW с точки зрения плавности работы на холостом ходу и низких оборотах двигателя. Так что, возможно, отказ от двигателей V6 крупными производителями, вероятно, является не столько попыткой производить автомобили без вибраций, сколько возвращением к основам управления вибрациями в транспортных средствах при производстве рядных шестицилиндровых двигателей, которые могут конкурировать со многими, если не самые современные двигатели V8 с точки зрения выходной мощности, в то же время.