Шестицилиндровый двигатель — Википедия

Запрос «V6» перенаправляется сюда; о японском бой-бэнде см. V6 (группа).

Шестицили́ндровый дви́гатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания с шестью цилиндрами.

Рядный шестицилиндровый двигатель автомобиля BMW (M20B25) со снятой головкой

L6 турбодизель K6S310DR тепловоза ЧМЭ3, рабочий объём 163 л

Содержание

  • 1 Рядный шестицилиндровый двигатель
  • 2 V-образный шестицилиндровый двигатель
    • 2.1 Технические особенности
    • 2.2 Использование в автомобилях
  • 3 Шестицилиндровый двигатель VR
  • 4 Оппозитный шестицилиндровый двигатель
  • 5 См. также
  • 6 Примечания
  • 7 Литература

Рядный шестицилиндровый двигательПравить

Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается R6[1][2] (от немецкого[3] «Reihe» — ряд), 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).

В теории I6 в четырёхтактном варианте является полностью сбалансированной конфигурацией относительно сил инерции разных порядков поршней и верхних частей шатунов (силы инерции 1-го порядка разных цилиндров взаимно компенсируют друг друга так же, как и у рядного четырёхцилиндрового двигателя, но, в отличие от последнего, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются), сочетая сравнительно невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Такую же сбалансированность демонстрирует и V12, работающий как два шестицилиндровых двигателя с общим коленчатым валом.

Однако на малых (холостых) оборотах коленчатого вала возможна некоторая вибрация, вызванная пульсацией крутящего момента. Рядный восьмицилиндровый двигатель, помимо полной сбалансированности, демонстрирует лучшую равномерность крутящего момента, чем рядный шестицилиндровый, но в наше время применяется очень редко из-за целого ряда иных недостатков.

Двигатели конфигурации I6 широко использовались и продолжают использоваться в настоящее время на автомобилях, автобусах, 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 не спешат отказываться от рядных шестицилиндровых моторов. Яркий пример — BMW. Более того, современные[когда?] технологии позволяют создать достаточно компактный рядный шестицилиндровый двигатель даже для поперечной установки, правда, на достаточно крупном автомобиле — примером такого силового агрегата служит Volvo S80 с передним приводом и поперечно установленной 2. 9 литровой рядной «шестеркой». На соплатформенном Volvo XC90 такой двигатель сопрягается с муфтой, что обеспечивает кроссоверу с поперечным рядным шестицилиндровый двигателем возможность подключения полного привода.

Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 дм³ на один цилиндр.

V-образный шестицилиндровый двигательПравить

 

V6 фирмы Lancia, первый серийный двигатель такой конфигурации.

V-образный шестицилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается V6 (англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»).

Это второй по популярности в наши дни автомобильный двигатель после рядного четырёхцилиндрового двигателя.

Первый серийный V6 появился в 1950 году на итальянской модели Lancia Aurelia.

Технические особенностиПравить

V6 — несбалансированный двигатель; он работает как два рядных трёхцилиндровых двигателя, и без дополнительных мер может иметь весьма большой уровень вибраций. В двигателях V6 используется дисбаланс коленвала, создаваемый противовесами (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом), уравновешивающий момент от сил инерции 1-го порядка поршней и верхних частей шатунов. Кроме того, иногда (при некоторых углах развала цилиндров) для этого дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. Это позволяет приблизить их по плавности работы и уровню вибраций к рядному шестицилиндровому двигателю. Момент инерции 2-го порядка, как правило оставляют свободным, так как он имеет небольшую величину и может быть поглощён опорами двигателя.

Как правило, угол развала цилиндров составляет 60, 90 или 120 градусов. Но встречаются и иные варианты, например 54°, 45°, 65°, 75° или 15° (VR6).

Угол развала 90° обычно встречается на двигателях, унифицированных с двигателями конфигурации V8, для которых такой угол развала является основным. В первых двигателях такой конфигурации, по причине того, что технологии тогда не позволяли сделать достаточно прочный коленвал с совмещёнными шатунными шейками, а делать полноопорный коленвал с отдельными шейками для каждого шатуна невыгодно, так как по длине двигатель становится сравнимым с исходным V8 (кроме того, это усложняет двигатель), на каждой шатунной шейке располагались (так же, как и в исходном V8) по два шатуна от противоположных цилиндров (схема с 3 кривошипами, пример — Buick Special, а также советский двигатель ЯМЗ-236). Такая конструкция при угле развала 90° позволяет уравновесить момент инерции 1-го порядка без применения балансировочных валов, однако равномерных интервалов поджига смеси она не обеспечивает (рабочие ходы в цилиндрах следуют не равномерно, а через 90 и 150° по углу поворота коленчатого вала, порядок работы цилиндров при этом 1-4-2-5-3-6). Следствием этого является заметная вибрация работающего двигателя, особенно при работе на малых оборотах коленчатого вала, а также грубый и неприятный на слух звук выхлопа, а по плавности хода двигатель больше напоминает трёхцилиндровый. Чтобы уменьшить вибрации и улучшить плавность хода, применяют маховик увеличенной массы. В более современных[когда?] двигателях V6 с углом развала 90° используется усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (6 кривошипов), обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси, а момент инерции 1-го порядка уравновешивается при применении балансировочного вала (без него он уравновешивается не полностью, что потребует усовершенствованной подвески двигателя и часто неприемлемо для современного[когда?] легкового автомобиля из-за повышенной вибрации). Однако на болидах формулы-1 (регламент 2014) года используется именно простой коленвал с тремя кривошипами, не обеспечивающий равномерных интервалов поджига, но обладающий большей прочностью и не требующий уравновешивания момента 1-го порядка.

120-градусный развал позволяет получить широкий, но низкий силовой агрегат, что лучше подходит для низких, например, спортивных машин. В нём так же на каждой шатунной шейке располагаются по два шатуна (число шатунных шеек — 3), но за счёт угла развала цилиндров 120° обеспечиваются равномерные интервалы поджига смеси. Такая конфигурация имеет довольно большой момент 1-го порядка, который можно скомпенсировать только при применении балансировочного вала. При всех остальных углах развала (отличных от 120°), чтобы обеспечить равномерные интервалы поджига смеси (через каждые 120° по углу поворота коленвала) и тем самым уменьшить вибрацию двигателя, а также обеспечить плавный ход, каждый шатун располагают на отдельной шатунной шейке коленвала, либо применяют усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (это уменьшает длину двигателя, а также упрощает его, но требует усовершенствованния технологии изготовления коленвала).

60-градусный развал позволяет скомпенсировать момент 1-го порядка без применения балансировочных валов. По этой причине, а также благодаря компактности, этот угол развала считается «родным» для V-образных шестёрок. Иногда по каким-либо причинам применяют близкие углы развала, например 54° или 65° при незначительном увеличении вибраций, которые растут по мере отклонения от угла 60°.

Угол развала 15° позволяет сделать одну общую головку для всех цилиндров, а также позволяет использовать порядок зажигания такой же, как у рядного шестицилиндрового двигателя и обладает удовлетворительной сбалансированностью без применения балансировочных валов, что вместе с усовершенствованной подвеской двигателя решает проблему вибраций.

Именно трудности балансировки и являлись основной причиной, сдерживавшей распространение серийных двигателей этого типа. До 1950-х годов такие двигатели создавались, но либо для стационарных установок (например бензогенераторов), либо как опытные образцы.

В 1959 году в США фирма GM начала производство пятилитрового V6, которым оснащались пикапы и субурбаны (гибрид универсала и микроавтобуса на шасси пикапа).

В 1962 году в США пошёл в производство «компакт» Buick Special с 90-градусным V6, разработанным на основе небольшой V-образной «восьмёрки», но он отличался высоким уровнем вибраций и вскоре был снят с производства.

Одним из первых полностью перешёл на V-образные шестицилиндровые моторы (двух семейств — Cologne и Essex, в зависимости от места разработки — ФРГ или Великобритании) европейский филиал «Форда»: с 1965…66 годов они постепенно вытеснили ранее использовавшиеся на наиболее крупных европейских моделях этой марки рядные шестёрки (первоначально европейский «Форд» также повсеместно заменил на своих автомобилях рядные четвёрки на моторы конфигурации V4, принадлежавшие к тем же семействам, что и V6, но впоследствии отказался от них — в то время, как V6 упомянутых выше семейств дожили до 2000-х годов). При этом американский «Форд» оставался крайне консервативен в выборе типов силовых агрегатов, начав выпуск собственных V6 (на основе разработок британского филиала) лишь в начале 1980-х годов (на пике бензинового кризиса рубежа 1970-х — 1980-х годов).

Первый серийный японский V6 появился только в 1983 году у фирмы Nissan — серия Nissan VG, затем более продвинутым японским V6 стал мотор серии 6G от Mitsubishi, появившийся в 1986 году, примечатлен он тем, что устанавливался он на самый дорогой спорткар этой компании Mitsubishi 3000GT и в турбоверсии выдавал аж 320 лошадиных сил, нося индекс 6G72TT.

Использование в автомобиляхПравить

V6 — один из самых компактных двигателей, он обычно короче, чем I4, и в большинстве исполнений у́же и короче, чем V8.

В современных[когда?]переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя по компоновочным соображениям как правило невозможна установка рядных шестицилиндровых двигателей, что, при повышенных требованиях к мощности в наши дни, обуславливает популярность V-образных шестицилиндровых моторов на автомобилях более высоких классов, несмотря на малую сбалансированность и сложность в производстве в сравнении с I6. Унификация двигателей различных автомобилей приводит к тому, что V6 устанавливают и в машинах с продольным расположением двигателя, в которых, в принципе, нет строгой компоновочной необходимости его применения, — хотя оно и даёт ряд преимуществ. Вместе с тем, на автомобилях того же класса с задним приводом, вроде 5-й серии BMW, всё ещё довольно широко распространены и рядные «шестёрки».

Из советских двигателей серийными V6 были только дизели большого рабочего объёма для грузовиков, и спецтехники: ЯМЗ-236 и СМД-60. Трёхлитровый V6 моделей ГАЗ-24-14 и ГАЗ-24-18 планировался в качестве базового двигателя легкового автомобиля «Волга» ГАЗ-24, но впоследствии в силу целого ряда причин был заменён на рядный четырёхцилиндровый. Однако, была выпущена опытно-промышленная партия этих двигателей, которые использовались на ряде спортивных автомобилей, в частности, на одном из серии «Эстония».

Шестицилиндровый двигатель VRПравить

Основная статья: Конфигурация двигателя VR

Другим направлением развития является VR-технология, которая зародилась в 1920-е годы, когда компания Lancia выпустила семейство V-образных моторов с очень маленьким углом развала цилиндров (всего 10—20°). «VR» представляет собой аббревиатуру двух немецких слов, обозначающих V-образный и R-рядный, т.  е. «v-образно-рядный».[3]

Двигатель представляет собой симбиоз V-образного двигателя с минимально малым углом развала 15° и рядного двигателя, в котором шесть цилиндров расположены V-образно под углом 15°, в отличие от традиционных V-образных двигателей, имеющих угол 60° или 90°. Поршни в блоке размещаются в шахматном порядке.

Двигатель никак не наследует сбалансированность R6[4], но имеет лучшую компактность в сравнении с V6 и R6. Совокупность достоинств обоих типов двигателей привела к тому, что двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволил накрыть оба ряда цилиндров одной общей головкой, в отличие от обычного V6. В результате двигатель VR6 получился значительно меньшим по длине, чем R6, и по ширине, чем обычный V6[3].

Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 л. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 л 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.

В настоящее время технология возрождена концерном Volkswagen, который выпустил шестицилиндровые двигатели компоновки VR6.
Ставился с 1991 года (1992 модельный) на автомобили Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Имеет заводские индексы «AAA» объёмом 2,8 литра, мощностью 174 л/с и «ABV» объёмом 2,9 литра и мощностью 192 л/с.

Имеет два ряда по три цилиндра, которые расположены под углом 180°, причём противостоящие поршни двигаются зеркально (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Такой двигатель хорошо уравновешен и имеет малую высоту и низкий центр тяжести, но при этом он довольно широкий. Используется на некоторых автомобилях («Порше», «Субару») и мотоциклах («Хонда Голд Винг»).[источник не указан 1524 дня]

  • Четырёхцилиндровый двигатель
  • Восьмицилиндровый двигатель
  1. ↑ Характеристики двигателей // Сайт motorzona. ru {{Проверено|11|04|2012}} (неопр.). Дата обращения: 11 апреля 2012. Архивировано из оригинала 26 мая 2012 года.
  2. ↑ Хлебушкин И. Профессионал // «Авторевю», 2010. — № 1 (441). (неопр.). Дата обращения: 11 апреля 2012. Архивировано из оригинала 5 июня 2012 года.
  3. ↑ 1 2 3 Приходько В. И. Некоторые типы и виды двигателей для автомобилей // Сайт «Учебно-информационный центр Автомобилиста» (auto-uch.info)  (Дата обращения: 11 апреля 2012)
  4. ↑ Карелов О. Азбука двигателей // Autotechnic.su Автомобили и технологии  (Дата обращения: 15 октября 2010)
  • Nunney, M J. Light and Heavy Vehicle Technology.

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — Международный Водительский Центр

В начале прошлого столетия, в расцвет конструкторской мысли, двигатель объемом 10 литров мог быть как с одним цилиндром, так и иметь рядное расположение восьми цилиндров. В то время обычной практикой было оснащать автомобиль рядным шестицилиндровым двигателем объемом 23 литра или даже втиснуть радиальный мотор с аэроплана.  

Однако рост производственных мощностей, оборотов и неистовая борьба за снижение себестоимости расставили все по своим местам. Самый обычный двигатель с одним цилиндром канул в Лету. Теперь стандартная емкость автомобильного двигателя варьируется от 300 до 600 кубических сантиметров. Литровая мощность составляет от 35 л.с./л для дизельных двигателей без наддува и до 100 л.с./л для форсированного двигателя с наддувом. Для серийного производства это самые оптимальные значения, за пределы которых выходить нецелесообразно. 

В наши дни если автомобиль оснащен 100-сильным двигателем, он в подавляющем большинстве случаев будет иметь четыре цилиндра, 200-сильный сможет похвастаться четырьмя, пятью, шестью цилиндрами, а 300-сильный — восьмью… Но как же расположить эти цилиндры? Проще говоря, по какой схеме создавать многоцилиндровый двигатель?    

Простота хуже компактности

О чем беспокоятся конструктора? В первую очередь, о том, как упростить структуру двигателя, чтобы удешевить стоимость производства и сделать его легким в обслуживании. Простейший из двигателей — рядный. Чтобы добиться желаемого объема, необходимо расположить в ряд определенное количество цилиндров.   

Автомобили с двух-трехцилиндровым двигателем пока редкость, но данная тенденция набирает популярность. Этому способствуют продвинутые системы смесеобразования и использование турбонаддува (как, например, на двухцилиндровом турбированном хэтчбеке Fiat 500 мощностью 85 л.с.). А вот рядный четырехцилиндровый двигатель попал в самый массовый диапазон легковых автомобилей с объемом от 1 до 2,4 литра. 

Пятицилиндровые рядные двигатели вышли в серийное производство относительно недавно — в середине 70-х. Первым из таких автомобилей стал Mercedes-Benz со своими дизельными “пятерками” — они появились в 1974 году (на модели 300В с шасси W123). Через два года публике представили четырехцилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х гг. такие двигатели уже выпускали на заводах Volvo и Fiat. 

Шестицилиндровые однорядные двигатели, которые до сегодняшнего дня были популярны в Европе, теперь поистине можно назвать вымирающим видом. А рядную восьмерку так уж подавно. Производители распрощались с ней еще в 30-х. Но почему?

Ответ прост. Чем больше цилиндров, тем длиннее становится двигатель, а это сопряжено с определенными неудобствами при его размещении. Например, втиснуть шестирядник вдоль моторного отсека переднеприводного автомобиля удавалось лишь в паре случаев. В первом случае это был Austin Maxi 2200 середины 60-х (конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем). Вторым приходит на ум Volvo S80 со сверхкомпактной коробкой передач. 

Как же укоротить рядный двигатель? Можно “распилить” его пополам, разместить обе части рядом друг с другом и сделать так, чтобы они работали на один коленвал. Такие двигатели, в которых цилиндры расположены в форме латинской буквы V, в два раза короче аналогичных рядных — наиболее распространенные двигатели с углом развала блока 60° и 90°. V-образный же мотор с углом развала 180°, в котором цилиндры расположены напротив друг друга, называют оппозитным (или “боксером” — обозначения B2, B4, B6 происходят от слова boxer).   

Такие двигатели сложнее рядных — к примеру, у них по две головки цилиндров (при этом каждая со своим уплотнителем и коллектором), больше распредвалов и соответственно более комплексная конфигурации привода. Оппозитные двигатели к тому же занимают много места в ширину. Поэтому из соображений компоновки такие двигатели редко используют. 

А что насчет V-рядного двигателя? Как сделать его еще более компактным? Одно из наиболее простых решений — установить угол развала блока на уровне менее 60°. И вправду такие моторы были, но они скорее редкость — можно вспомнить Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4. Угол развала этого автомобиля равнялся 23°. Почему автоконструкторы этим не воспользовались? Потому что перед ними всегда стоит еще одна задача — борьба с вибрациями.

О силе и крутящем моменте

Без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может. Так он устроен. Но бороться с ними нужно. И не только для того, чтобы повысить комфорт пассажиров. Сильные несбалансированные вибрации приводят к разрушению деталей двигателя. Со всеми вытекающими.

Почему возникают вибрации? Во-первых, в некоторых конфигурациях двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Конструкторы всеми силами стараются сделать маховик более массивным, чтобы сгладить пульсации момента. Кроме того, во время движения поршней вверх-вниз они то совершают разгон, то торможение, что приводит к возникновению сил инерции — сродни тем, что заставляют пассажиров кланяться при торможении или вдавливают их в спинки кресел при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе совершает сложное движение, а не просто перемещается вверх и вниз.  Да и возвратно-поступательное движение поршня от верхней мертвой точки к нижней нельзя описать простой синусоидой.

Поэтому среди сил инерции появляются компоненты с удвоенной, утроенной или учетверенной скоростью вращения коленвала. Эти так называемые силы инерции высшего порядка как правило не учитывают, поскольку по сравнению с ведущей силой инерции (которой присвоен первый порядок) они весьма незначительны. Исключение — силы инерции второго порядка, которые необходимо принимать во внимание. Помимо этого, пары сил, приложенные на определенном расстоянии, формируют момент. Так бывает когда силы инерции в соседних цилиндрах разнонаправлены.

Как помочь сбалансировать силы и момент? Во-первых, можно выбрать такую конфигурацию двигателя, в которой цилиндры и кривошипы коленвала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг другу — они всегда будут равными и направлены друг против друга.    

Но что если ни одна из сбалансированных схем не подходит, например, в силу компоновочных причин. Тогда можно попытаться изменить положение шеек коленвала и применить различного рода противовесы, которые создают силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это возможно если разместить противовесы на коленчатом валу двигателя. А иногда — на дополнительных валах, именуемых балансирными валами противовращения. Свое название они получили потому, что вращаются в противоположную коленвалу сторону. Однако это приводит к удорожанию двигателя и усложнению его конструкции.    

Таким образом, выходит, что среди типовых двигателей есть только два полностью уравновешенных — рядная и оппозитная “шестерки”. Теперь вы понимаете, почему BMW и Porsche крепко держатся за такие моторы? О причинах, по которым с ними не связываются остальные автопроизводители, мы рассказали выше. Давайте подробнее рассмотрим остальные конфигурации.

Уравновешенные и не очень двигатели

Среди двигателей с двумя цилиндрами в настоящее время используют лишь один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, в котором кривошипы однонаправлены (как, например, на “Оке”). Очевидно, что этот двигатель схож с одноцилиндровым в плане уравновешенности, поскольку оба поршня в нем движутся вверх-вниз одновременно и синхронно. Чтобы сбалансировать свободные силы инерции первого порядка, в конструкции мотора советской “Оки” использовали два вала с противовесами — слева и справа от коленвала. А как насчет сил второго порядка? Чтобы справиться с ними, производителю пришлось бы добавить два дополнительных уравновешивающих вала, что было бы совершенно неуместно на двухцилиндровом двигателе, изначально задуманном для использования в компактных и недорогих автомобилях.

Хотя это еще ничего, ведь в свое время многие двухцилиндровые двигатели и вовсе не имели уравновешивающих валов. Взять, к примеру, Fiat 500 1957 года выпуска. Да, вибрации на нем имели место. Автопроизводитель пытался погасить их с помощью подвески силового агрегата…Но зато двигатель при этом получался простым и дешевым! Доступность двухцилиндровых моторов привлекает конструкторов и в наши дни. Ведь не зря эту схему использовали создатели самого бюджетного автомобиля в мире — индийского хэтчбека Tata Nano.  

В наши дни двухцилиндровый двигатель с разнонаправленными кривошипами можно встретить разве что на мотоциклах. Он лучше уравновешен, поскольку поршни в нем движутся в противофазе. Однако добиться равномерного распределения вспышек в цилиндрах можно достичь только на двухтактных двигателях — такие когда-то устанавливали на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. Стоимость их была невысока, поэтому ни о каких уравновешивающих валах и речи быть не могло. Водитель вынужден был мириться с постоянными вибрациями.

Единственный автомобиль с двухцилиндровым V-образным двигателем, который приходит на ум — это отечественный НАМИ-1. До наших дней он дошел только на мотоциклах — вспомните легендарный Harley Davidson и его японских преемников с их V-образными моторами во всем своем хромированном великолепии. Такой двигатель можно сбалансировать почти полностью с помощью противовесов на коленвале, но добиться равномерного распределения вспышек невозможно. Здорово, что байкерам нет дела до вибраций….

Трехцилиндровый двигатель сбалансирован хуже, чем рядный четырехцилиндровый. Вот почему такие автопроизводители, как Subaru и Daihatsu стараются оснастить их уравновешивающими валами. В свое время инженеры Opel решили отказаться от последних в пользу трехцилиндрового двигателя из семейства Ecotec для второго поколения Corsa. Их целью было снизить стоимость и механические потери. Немецкие журналисты разнесли в пух и прах трехцилиндровую Corsa после дебюта в 1996 году, заявив: “Совершенно невозможно ездить по городу в переменных режимах.” 

В наиболее популярной среди конструкторов-двигателистов рядной четверке инерционная сила второго порядка остается свободной. Ее можно сбалансировать только с помощью уравновешивающего вала, вращающегося с удвоенной скоростью. (Вы же помните, что инерционная сила второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от уравновешивающего вала  необходимо установить еще один, вращающийся в противоположную сторону. Накладно? Еще бы! Тем не менее, двигатели с балансирующими валами встречаются на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и Volkswagen. 

Кстати говоря, оппозитный четырехцилиндровый двигатель более сбалансирован, чем рядный — здесь имеет место лишь момент от инерционных сил второго порядка, которые стремятся вращать двигатель вокруг вертикальной оси. Однако оппозитный двигатель воздушного охлаждения культового “Жука”, наряду со знаменитыми “боксерами” Субару прекрасно обходились и до сих пор обходятся без уравновешивающих валов.

У рядных “пятерок” с уравновешенностью не все так гладко. Инерционные силы компенсируются, но вот момент от этих сил… Во время работы двигателя по блоку “пробегает” волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть достаточно жестким. Однако и Mercedes, и Audi, и Volvo справляются с вибрациями за счет изменения подвески силового агрегата или использования специальных противовесов (как у 2,5-литровой версии TFSI на Audi TT RS). И только конструкторы Фиат использовали уравновешивающий вал, который полностью гармонизировал все моменты.

Кстати говоря, практически все пятицилиндровые двигатели сформированы путем прибавления дополнительного цилиндра к четырехцилиндровому двигателю — совсем как кубики в детском конструкторе. Цель в данном случае — получить более мощные двигатели с минимальными производственными и конструкторскими затратами. При этом начинку, включая поршни, карданные валы, клапаны и т. д. можно позаимствовать у четырехцилиндрового мотора. Понадобятся другой блок и головка цилиндра и, разумеется, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.  

О мечте в плане уравновешенности — шестицилиндровых моторах — мы уже поговорили. Но в двигателях V6, которые вытесняют рядные “шестерки”, дела с уравновешенностью обстоят не лучше, чем у трехцилиндровых двигателей. Поэтому самый первый двигатель Mercedes-Benz V6, легендарный M112 с тремя клапанами на цилиндр, был оснащен уравновешивающим валом в развале блока цилиндров. Трехлитровый шестицилиндровый двигатель концерна PSA был оснащен валом в одной из головок блока. В то время инженеры старались не усложнять конструкцию на многих двигателях и свести уровень вибраций к минимуму за счет улучшенной подвески силового агрегата и замысловатого смещенного расположения пальцев кривошипа (как, к примеру, на Audi V6).  

Добавьте к этому еще один момент — в моторах V6 с углом наклона в 90° не получается достичь равномерного чередования вспышек в цилиндрах. Возникающую при этом неравномерность хода можно компенсировать при помощи маховика с утяжелителем, но лишь частично. Вот и еще один источник вибрации…

Двигатели V8 с углом развала и коленвалом, кривошипы которого расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях отличаются хорошей уравновешенностью. В таком двигателе есть возможность добиться равномерного чередования вспышек, что также способствует плавному ходу. Два момента остаются неуравновешенными. Но усмирить их можно с помощью двух противовесов на коленвале — на стенках крайних цилиндров. Теперь понимаете, почему американцы распробовали всю прелесть V-образных двигателей? Вибрации и тряски им ох как не по душе…

Под конец поговорим о схемах нестандартных. Во-первых, на ум приходят двигатели V4. Таких можно сосчитать по пальцам — европейский Форд 60-х (им были оснащены автомобили Ford Taunus, Capri и Saab 96), а также чудо-двигатель советского “Запорожца”. В данном случае пришлось применить уравновешивающий вал для момента от сил инерции первого порядка. Как бы то ни было конструкторы вышеназванных автомобилей отдавали предпочтение данной схеме отнюдь не из соображений уравновешенности, а основываясь на компактности и отчасти экономии.

А как насчет V-образных десятицилиндровых двигателей? Степень уравновешенности подобных моторов аналогична моторам R5. Тем не менее, конструкторы прошлых двигателей Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, оснащенных двигателями V10, о вибрациях думали в последнюю очередь. 

А остальные схемы можно свести к предыдущим. К примеру, оппозитная “восьмерка” (пример применения — гоночные автомобили Porsche 917) представляет собой две “четверки”, которые работают на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным “шестеркам”.  

VR6, VR5, W12…

Помните, мы выше упоминали V-образные моторы с малым углом развала блока — как на Lancia? Ранее такие схемы обходили стороной, поскольку уравновесить их гораздо сложнее, чем двигатели с развалом в 60° или 90°, а увеличение компактности в то время ценили далеко не все.   

Теперь же ситуация изменилась кардинально. Во-первых, широко стали применять гидроопоры силового агрегата, которые существенно подавляют вибрации. Во-вторых, место под капотом нынче на вес золота. Подумать только кто мог раньше себе представить рядовой хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — на здоровье! А началось все с третьего поколения Volkswagen Golf VR6.  

Легендарный двигатель VR6, “V-образно-рядный” (о чем говорит буквосочетание VR), стал логическим продолжением V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого двигателя разделены на еще меньший угол, чем аналогичные на Ланчах — всего лишь на 15°. Угол настолько мал, что такой двигатель еще называют “смещенно-рядным”. Феноменальное решение — использование 2,8-литровой “шестерки”, которая более компактна, нежели традиционный двигатель V6, да и к тому же имеет одну головку блока! Позднее появился двигатель VR5. Это тот же VR6, от которого отрезали один цилиндр. После этого инженеры концерна Volkswagen буквально слетели с катушек. 

Они разработали сверхкомпактный двигатель W12, который впервые появился в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя V6, расположенных под углом 72° на коленвале. Но задолго до этого началось серийное производство двигателя W8, которым оснащалась топовая модель седана Passat. Там также два мотора VR6, от которых отрезано два цилиндра и которые также объединены в одном блоке на одном коленвале. Однажды в Вольфсбурге задумались и о создании восемнадцатицилиндрового двигателя, но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч. 

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал мотора W12 — подобное не придет в голову ни одному технологу в мире! Разработчикам новых схем призван помочь компьютер. Без него сложно просчитать возможные варианты угла развала блока, местоположение пальцев кривошипа, порядок вспышек в цилиндрах и выбрать наиболее уравновешенный. 

Теория и практика

Как вы можете видеть, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла далеко не уравновешенность. Основная задача — успешно встроить в моторный отсек такой двигатель, который будет иметь наилучшее соотношение массы, габаритов и мощности. В наше время двигатели чаще всего строят по модульному принципу. Проще говоря, на одной поршневой группе можно построить любой двигатель — как трехцилиндровый, так и W12. Примеру Фольксваген следуют все больше и больше автопроизводителей. Последняя линейка двигателей Mercedes — отличное тому подтверждение. 

А вибрации… Во-первых, важно различать теоретическую и действительную уравновешенность. Если коленвал в сборе с маховиком не сбалансирован, а поршни с карданными валами существенно отличаются по весу, трясти будет даже рядную “шестерку”. В конечном счете, действительная уравновешенность всегда хуже теоретической ввиду отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации агрегатов под нагрузкой. Таким образом, вибрации “вырываются” из двигателя наружу вне зависимости от используемой схемы. Поэтому автоинженеры уделяют так много внимания подвеске силового агрегата. Конструкция и расположение опор двигателя по факту являются не менее важным фактором, чем степень уравновешенности самого двигателя…  

Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e54e1.html

В чем разница между двигателем V6 и рядным шестицилиндровым двигателем?

Мерседес-Бенц

Фургоны. Рожденный бежать.

« Что искать в зимних шинах

4 интересных факта о подземной железной дороге в Мэриленде »

15 декабря 2016 г.

 

Двигатель является наиболее важной частью автомобиля, поскольку он обеспечивает всю мощность привода. Однако выбор автомобиля с хорошим двигателем может быть немного запутанным. Многие автомобили Mercedez-Benz доступны в экономичной версии с четырьмя цилиндрами, в то время как высокопроизводительные модели часто поставляются с восемью цилиндрами. Большинство водителей склонны выбирать шестицилиндровый двигатель с хорошим расходом бензина и высокими характеристиками. Эти шестицилиндровые модели бывают двух видов: V6 и рядная шестерка. Если вы не знаете, какой из них подходит именно вам, вот различия между ними.

Конструкция двигателя V6

V6 — это стандартный шестицилиндровый двигатель. Он более компактен, чем другие, что упрощает сборку автомобилей. Двигатели V6 позволили постепенно уменьшить размеры автомобилей с момента их разработки в 1900-х годах, а их меньший размер позволил автомобильным компаниям производить автомобили с большим пространством для ног, которое вам нужно. С другой стороны, конструкция усложняется и ее сложнее построить. Кроме того, расположение поршней требует точной балансировки веса из стороны в сторону. Тем не менее, это более дешевый вариант, чем рядная шестерка.

Конструкция рядного шестицилиндрового двигателя

В альтернативной конструкции рядного шестицилиндрового двигателя поршни расположены вертикально вдоль центра двигателя. Эти поршни перемещаются прямо вверх и вниз, что означает небольшую вибрацию. Хотя рядную шестерку проще построить из-за естественного баланса двигателя, она больше и ее сложнее разместить в автомобиле. Он также более дорогой, что способствовало его замене на V6 во многих компаниях-производителях автомобилей. Тем не менее, рядная шестерка является более сильным и надежным двигателем, чем V6. Он используется в транспортных средствах, рассчитанных на длительный срок службы и буксировку.

V6 против рядной шестерки

Спор о том, что лучше, V6 против рядной шестерки, продолжается по крайней мере с 2001 года. Крупные компании, такие как Mercedes-Benz, перешли на V6 из-за его более низкой стоимости и лучшего качества. вписываются в дизайн автомобилей. Однако производитель возвращается к рядной шестерке из-за ее немного более высокой производительности и повышенной надежности. Новые двигатели V6, которые устанавливаются на многие новые автомобили, почти не уступают своим рядным шестицилиндровым аналогам. Кроме того, некоторые из этих шестицилиндровых двигателей также конкурируют по производительности со своими восьмицилиндровыми аналогами. Итак, оба двигателя относительно равны в большинстве категорий.

Какой двигатель выбрать?

Выбор автомобиля с двигателем V6 или рядной шестеркой зависит от того, что доступно и что вы хотите от этого автомобиля. Производительность больше не беспокоит, так как их рейтинги близки. Тем не менее, вам следует выбрать автомобиль с рядной шестеркой, если вы хотите немного повысить производительность и упростить обслуживание автомобиля. Если вы хотите более просторный салон и немного более низкую цену, выбирайте автомобиль с двигателем V6.

В конечном счете, улучшения в обеих конструкциях означают, что ваше решение будет основываться в основном на личных предпочтениях и на том, какая версия доступна для ваших любимых моделей автомобилей. Несмотря на это, и V6, и рядный шестицилиндровый двигатель — отличные варианты, независимо от того, какой из них вы выберете.

На платформе Bookmarkify™

Опубликовано в
Особенности автомобиля |
Комментарии к записи «В чем разница между двигателем V6 и рядным шестицилиндровым двигателем» отключены?

  • Copyright © 2022, DealerOn | Карта сайта | Конфиденциальность | Мерседес-Бенц из Солсбери | 20013 North Salisbury Blvd., Солсбери, Мэриленд, 21801 | Отдел продаж: 410-324-3443410-705-0302

В чем разница между двигателем V-6 и V-8?

В чем разница между двигателем V6 и V8?

Нет ничего лучше, чем иметь выбор, и попытка решить, нужен ли вам V6 или V8, может быть захватывающей и запутанной. Хотя разница между автомобилями с двигателями V6 и V8 может быть действительно технической, решение о том, какой из них лучше для вас, является личным. Давайте разберем разницу между двигателем V6 и V8.

‍

Двигатель 101: Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Чтобы понять разницу между двигателем V6 и V8, нам нужно понять, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Все мы знаем, как выглядит паровая машина. Вероятно, первое, что приходит вам в голову, это образ парового локомотива, и эти типы двигателей были в моде до тех пор, пока двигатель внутреннего сгорания не стал основным источником энергии. Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания был создан около 1859 г.бельгийским инженером Этьеном Ленуаром, а в 1876 году Николаус Отто создал первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на нефтяном газе, предшественник современных современных двигателей.

‍

‍

Не вдаваясь в подробности, основной принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии от искрового зажигания. Двигатель внутреннего сгорания состоит из подвижного поршня и неподвижного цилиндра. Газы выделяются при сгорании воздушно-топливной смеси, которая толкает поршень и вращает коленчатый вал. Затем за счет цепной реакции и движения шестерен в трансмиссии колеса автомобиля приводятся в движение.

‍

«Что означает двигатель V6?»

Что такое V6? Это двигатель с шестью цилиндрами, установленными на коленчатом валу в два ряда по три в форме буквы V. Эти типы двигателей были впервые разработаны в 1905 году, но не стали популярными до середины 20-го века, когда появились гоночные автомобили. стали их использовать.

‍

Источник видео: m f YouTube

‍

В основном, по сравнению с двигателем с четырьмя цилиндрами, двигатели V6 обеспечивают большую мощность благодаря большему количеству поршней для преобразования большего количества топлива в полезную энергию. Двигатели V6 работают тише, чем четырехцилиндровые двигатели, имеют компактную жесткую конструкцию, которая требует меньше места под капотом, и, как правило, лучше экономят топливо, чем V8.

Двигатели V6 популярны и используются во многих современных автомобилях с задним, передним и полным приводом, поскольку они обладают большей мощностью, чем обычные двигатели, но представляют собой золотую середину между четырехцилиндровым двигателем и двигателем V8.

«Что означает V8?»

‍

Что такое V8? Проще говоря, двигатели V8 имеют восемь цилиндров, установленных в два набора по четыре, по сравнению с шестью цилиндрами в V6. V8 плавно производят больше мощности и обеспечивают более быстрое ускорение. Однако из-за дополнительных цилиндров V8 эти двигатели потребляют больше топлива, чем V6. Двигатели V8 имеют жесткую конструкцию, обеспечивающую больший рабочий объем, ассоциируются с высокой мощностью и стали фаворитами маслкаров.

‍