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.
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.
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.
servicing-auto.ru
Рядными называются двигатели, где все цилиндры расположены в один ряд параллельно оси коленчатого вала. Для краткого обозначения рядных двигателей используется буква R (row, ряд) или L (line, линия) с цифрой, отражающей количество цилиндров. Так, рядный четырехцилиндровый двигатель обозначается как R4 или L4.
- простота конструкции и обслуживания
- компактность, особенно если речь идёт об R3 и R4
- равномерный износ деталей, в сравнении с V-образными и оппозитными.
- большая высота блока цилиндров (иногда из-за этого они расположены наклонно)
- большая длина, если речь идет об R6. Нетрудно догадаться, что цена мотора возрастает пропорционально количеству цилиндров.
- ограниченный объём - по факту, максимум для рядного мотора это 6 цилиндров. Впрочем, сейчас, с развитием турбонаддува, моторы большого объёма нужны всё больше для имиджа
Самой популярной на сегодняшний день конфигурацией цилиндров для автомобильных двигателей является «рядная четверка» R4. Четыре цилиндра в ряд – это разумный компромисс между объемом, производительностью и стоимостью.
Правда, в начале 2010-х годов, когда ради экологии и экономии топлива стали массово внедряться малообъемные моторы с турбонаддувом, возросла популярность еще более компактных трехцилиндровых моторов R3.
Главная проблема рядных трех- и четырехцилиндровиков – сильные вибрации. Однако эту проблему производители частично решили с помощью уменьшения рабочего объема цилиндров и облегчения веса поршней. Также, довольно редко, встречаются пятицилиндровые рядные двигатели. О балансировке мотора с помощью балансирных валов можно прочитать в соответствующей статье.
Более совершенной, но и более дорогой, является рядная шестицилиндровая конфигурация – изначально она является лучше сбалансированной. В настоящий момент «рядные шестерки» - редкость в силу дороговизны и того, что с вибрациями четырехцилиндровиков научились бороться. Наиболее активно R6 использовать продолжает компания BMW. Это довольно легко объясняется тем, что рядные шестерки тяжелы, и могут устанавливаться (за редким исключением) только на заднеприводные автомобили. Несколько меньшее распространение получили рядные "пятерки" - еще один вариант компромисса между вибронагруженностью и размером. Моторы R5 по состоянию на 2014 год встречаются на двигателях Volvo T5.
Идеальными с точки зрения балансировки являются рядные восьмицилиндровые двигатели. Они были популярны в 20-50-е годы 20 века на больших автомобилях представительского класса, в частности американских марок Packard и Buick. В советской автопромышленности рядные восьмерки встречались на ЗИС-110. Последнее не удивительно, так как модель конструировалась на базе Packard-180. Из европейских моделей с L8 можно упомянуть Alfa Romeo 8C 1931 года.
Благодаря природной сбалансированности рядные восьмерки работали тихо и с минимумом вибраций. Главной их проблемой является очень большая длина блока цилиндров, из-за чего подкапотное пространство получалось сильно вытянутым. Также, слишком длинные коленчатые валы испытывают больше нагрузок на скручивание и быстрее изнашиваются и выходят из строя. Оптимальный режим работы рядной восьмерки – это низкие обороты, на которых нагрузки на коленвал минимальны. Уже в конце 50-х годов двигатели L8 перестали производить ввиду экономической неэффективности.
knowcar.ru
Рядные двигатели – самый популярный и наиболее распространенный тип ДВС
ДвигательРядное расположение цилиндров можно назвать классическим, так как в первом в мире двигателе с двумя цилиндрами была применена именно эта компоновка. Расположение цилиндров в один ряд вызвано необходимостью приводить в движение общий коленвал.
Первый двигатель внутреннего сгорания, схожий по конструкции с современной силовой установкой легкового автомобиля, был собран Этьеном Ленуаром в 1860 году. Двигатель имел всего один цилиндр, а его мощность составляла немногим больше одной лошадиной силы. Идея была немедленно подхвачена энтузиастами, которые начали искать способы увеличить мощность агрегата. Первоначально все перспективные разработки шли по пути увеличения объема единственного цилиндра. Однако параллельно приходилось увеличивать размеры, а главное, вес поршня и шатуна. Полученные двигатели работали неравномерно, и основная причина заключалась в задержке между тактами воспламенении топливной смеси. От работы тяжелого кривошипно-шатунного механизма весь агрегат сотрясался, и, чтобы скомпенсировать тряску, разработчикам приходилось устанавливать массивный балансир.
Эффективный КПД любого поршневого ДВС, вне зависимости от количества цилиндров не превышает 60 %
В результате исследователи зашли в тупик: конструкция стала настолько тяжелой, что для эффективной работы требовалась дополнительная энергия. Получить ее можно было только одним доступным способом - увеличив объем цилиндра. Развитие пошло по замкнутому кругу.
Выход из ситуации был найден, когда инженеры поняли, что коленчатый вал может приводиться в движение не одним, а несколькими поршнями. Логично было расположить добавочные цилиндры в ряд, что и было реализовано.
Вопреки распространенному мнению "компрессия" и "степень сжатия" - не одно и то же
Рядный четырехцилиндровый двигатель появился в 1890 году. Его мощность была ничтожно мала (5 л. с. при 620 об/мин). Способ поднять мощность на тот момент уже был опробован, и заключался он в увеличении количества цилиндров, то есть, рабочего объема. Так появились шести-, восьми-, и даже двенадцатицилиндровые двигатели внутреннего сгорания.
Рядные двигатели в независимости от количества цилиндров устроены практически одинаково, и принцип их работы такой же, как и любого двигателя внутреннего сгорания. Цилиндры расположены в один ряд; поршни в цилиндрах движутся за счет сгорания топливной смеси и приводят в действии общий для всех цилиндров коленчатый вал. Головка блока для всех цилиндров одна.
Рядные двигатели могут быть сбалансированными и несбалансированными. Необходимость в балансировке двигателя обусловлена сложной формой коленвала и количеством цилиндров, предусмотренных конструкцией. Несбалансированность конструкции порождает сильную вибрацию, которая приводит к разрушению коленчатого вала. Шестицилиндровые двигатели сбалансированы лучше, чем четырехцилиндровые к несбалансированному. Поэтому к коленвалу четырехцилиндрового двигателя, при объеме свыше двух литров, могут быть добавлены дополнительные балансировочные (успокоительные) валы.
8 цилиндров вполне хватает для получения даже очень большого рабочего объема. Отчасти по этой причине двигатели с 10 и более цилиндрами не получили должного распространения
Рядная "четверка" может быть расположена под капотом как в продольном положении, так и в поперечном, в то время как агрегат с шестью расположенными в ряд цилиндрами поперек разместить практически невозможно.
Распространенность четырехцилиндровых двигателей, несмотря на несбалансированность конструкции, оправдана: они просты в обслуживании, а главное, не занимают под капотом много места. Длина их блока идеальна для поперечного расположения в подкапотном пространстве небольшого легкового автомобиля.
Шестицилиндровые агрегаты лучше сбалансированы, но длина их блока снижает возможности их использования. Длинный коленчатый вал требует очень высокого качества изготовления и потенциально слишком уязвим.
В какой-то момент порог эффективного увеличения количества цилиндров рядного двигателя был достигнут, так как с дальнейшим увеличением их количества пришлось бы непомерно удлинять коленчатый вал, существенно увеличивая вероятность его поломки. Остановившись на 8 цилиндрах, разработчики задумались о других возможных конструкциях с единственным коленвалом небольшой длины. Результатом их усилий стало появление V-образных, оппозитных и иных типов двигателей.
blamper.ru
Современный рядный шестицилиндровый двигатель автомобиля BMW (M20B25).
Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I6 или L6 («Straight-6», «In-Line-Six»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-6 (/6).
При определённой настройке, I6 является полностью сбалансированной конфигурацией как двухтактного так и четырёхтактного двигателя, сочетая невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Однако, плавность работы рядного шестицилиндрового двигателя нарушается на высоких и очень низких оборотах, поэтому конфигурация I8 считается более сбалансированной.
Двигатели конфигурации I6 широко использовались и используются в настоящее время на автомобилях, тракторах, речных судах. На легковых автомобилях в последние десятилетия, в связи с повсеместным распространением переднего привода с поперечным расположением силового агрегата, и вообще компоновочных схем с более «плотной» организацией подкапотного пространства, более популярны оказались V-образные шестицилиндровые двигатели как более компактные и короткие, хоть и более дорогие, менее технологичные и сбалансированные. Вместе с тем, отдельные производители, например, BMW, по-прежнему используют только рядные шестицилиндровые моторы.
Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 литров. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 литров мало оправдано из-за относительно высокой стоимости изготовления (по сравнению с четырёхцилиндровыми двигателями) и большой (в сравнении с ними же) длины.
Однако, подобные случаи имели место, например, мотоцикл Benelli 750 Sei имел двигатель I6 с рабочим объёмом всего 0,75 л.Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 см³ на один цилиндр.
Wikimedia Foundation. 2010.
Рядный 4-цилиндровый двигатель — Рядный четырёхцилиндровый двигатель автомобиля ГАЗ 24 (ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401) отличался достаточно большим, для этой конфигурации, рабочим объёмом (2445 см³). Рядный четырёхцилиндровый двигатель конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным… … Википедия
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, широко используемый в машинах и мотоциклах двигатель, внутри которого горючее сгорает так, что выделяемые при этом газы могут производить движение. Бывает двух видов ДВУХТАКТНЫЙ или ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ. В наиболее… … Научно-технический энциклопедический словарь
М-3 (двигатель) — У этого термина существуют и другие значения, см. М 3. М 3 («Рено 220») Производитель: АО «Русский Рено» Годы производства: 1916 1918 Тип: 12 цилиндровый, рядный V образный, безредукторный Технические характеристики Мощность: 220/225 лс Ход… … Википедия
Дизельный двигатель — Дизельный двигатель поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1] Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все… … Википедия
W-образный двигатель — W образный двенадцатицилиндровый двигатель двигатель внутреннего сгорания с W образным расположением двенадцати цилиндров четырьмя рядами по три (даже на фото видно что три ряда по четыре цилиндра. Фото неверное, на фото … Википедия
М-1 (двигатель) — М 1 (РБВЗ 6) Производитель: Русско Балтийский вагонный завод Годы производства: 1916 1918 Тип: 6 цилиндровый рядный, водяного охлаждения, безредукторный Технические характеристики Объём: 14,3л Мощность: 150 л.с. Ход поршня: 180 мм Количество… … Википедия
М-107 (двигатель) — М 107 (ВК 107) Д … Википедия
М-100 (двигатель) — М 100 Производитель: завод №26 (Рыбинск) Годы производства: 1935 1940 Тип: 12 цилиндровый, рядный, V образный, карбюраторный Технические характеристики Объём: 36,03 л Ход поршня: 170 мм Количество цилиндров: 12 Диаметр цилиндров: 150 мм… … Википедия
М-106 (двигатель) — М 106 Годы производства: 1942 1943 Тип: 12 цилиндровый, рядный, V образный, карбюраторный Технические характеристики Объём: 35,08 л Мощность: 1350 л.с. (992 кВт) на 2700 оборотах Удельная мощность: 28,26 кВт/л Ход поршня: 170 мм Количество… … Википедия
BMW — (БМВ) Компания BMW, история компании, деятельность компании Компания BMW , история компании, деятельность компании, руководство компании Содержание Содержание Определение Название Собственники и руководство История До Второй мировой После Второй… … Энциклопедия инвестора
dic.academic.ru
