В настоящее время существует несколько вариантов силовых агрегатов в зависимости от компоновки и количества цилиндров. Двигатель V8 относится к моторам высшего уровня для легковых машин, так как им оснащают спортивные и элитные модели. Поэтому они не сильно распространены, но востребованы.
Двигатель V8 представляет собой силовой агрегат с V-образным расположением цилиндров в два ряда по четыре и общим коленвалом.
В начале прошедшего века не было прямой связи между объемом мотора и количеством цилиндров. Однако со временем такие факторы, как увеличение оборотов и мощности, а также стремление к снижению стоимости привели к введению среднего объема цилиндра. К тому же появилось такое понятие, как литровая мощность. Таким образом, они связали мощность двигателя с количеством цилиндров. То есть каждый цилиндр имеет определенный объем, а с конкретного значения объема снимают определенную мощность. Причем эти характеристики оптимизированы, то есть выходить за их рамки при серийном производстве невыгодно. Таким образом, небольшие массовые модели стали оснащать моторами малого объема с небольшим количеством цилиндров, а для достижения высокой мощности потребовалось создавать многоцилиндровые силовые агрегаты большего объема.
Первый двигатель V8 запустили в производство в 1904 г. Он был разработан двумя годами ранее Леоном Левассером. Однако его применяли не для автомобилей, а устанавливали на самолеты и небольшие суда.
Первый автомобильный двигатель V8 объемом 3536 см3 выпустила фирма Rolls-Royce. Однако она построила лишь 3 автомобиля, оснащенных им.
В 1910 г 7773 см3 V8 был представлен производителем De Dion-Bouton. И хотя автомобилей, оснащенных им, было выпущено также совсем немного, в 1912 г его представили в Нью-Йорке, вызвав большой интерес. После этого созданием таких двигателей занялись американские производители.
Первой относительно массово производить автомобили с двигателем V8 стала фирма Cadillac в 1914 г. Это был нижнеклапанный мотор объемом 5429 см3. Существует мнение, что его конструкция была скопирована с упомянутого выше французского силового агрегата. В первый год выпустили примерно 13 000 автомобилей, оснащенных им.
Через 2 года свою версию V8 объемом 4 л представил Oldsmobile.
В 1917 г Chevrolet также начал выпуск 4,7 л V8, однако, в следующем году производитель вошел в состав GM, подразделениями которого являлись и две упомянутые выше фирмы. Однако Chevrolet, в отличие от них, сориентировали на выпуск экономичных автомобилей, на которые предполагалось устанавливать более простые двигатели, поэтому производство V8 остановили.
Все рассмотренные выше двигатели устанавливали на дорогие модели. Впервые в массовый сегмент их перенесла фирма Ford в 1932 г на Model 18. Более того, данный силовой агрегат имел значительное техническое новшество. Он был оснащен литым чугунным блоком цилиндров, хотя до этого производство таких деталей некоторые считали технически невозможным, поэтому цилиндры были отделены от картера, что усложняло и удорожало их изготовление. Для создания цельной детали потребовалось усовершенствовать технологию литья. Новый силовой агрегат назвали Flathead. Его производили до 1954 г.
В США особо обширное распространение двигатели V8 обрели в 30-е гг. Они стали настолько популярными, что такими силовыми агрегатами оснащали все классы легковых автомобилей, кроме субкомпактного. А авто с двигателем V8 к концу 1970-х гг составляли 80% всех производимых в США. Поэтому многие термины, связанные с этими силовыми агрегатами, американского происхождения, а V8 у многих все еще ассоциируются с американскими автомобилями.
В Европе данные двигатели не обрели такой популярности. Так, в первой половине прошедшего века ими оснащали лишь штучно выпускаемые элитные модели. Только в 50-е гг начали появляться первые серийные восьмицилиндровые моторы или автомобили с двигателем V8. И то некоторые из последних оснащали силовыми агрегатами американского производства.
В начале прошлого века встречались весьма необычные для современности схемы двигателей, например, семицилиндровые, рядные восьмицилиндровые и звездообразные.
С упорядочением конструкции моторов, благодаря введению названных выше принципов, количество цилиндров было теперь определено для двигателей в зависимости от их мощности. И далее, возник вопрос об оптимальном их расположении.
Первым появился наиболее простой вариант компоновки — рядное расположение цилиндров. Такой вид предполагает их установку в ряд друг за другом. Однако данная компоновка актуальна для двигателей с количеством цилиндров не более шести. При этом наиболее распространены четырехцилиндровые варианты. Двух- и трехцилиндровые моторы встречаются относительно редко, хотя и появились еще в начале XX в. Пятицилиндровые двигатели также не особо распространены, к тому же они были разработаны лишь в середине 70-х гг. Шестицилиндровые рядные моторы в настоящее время утрачивают популярность. Рядную компоновку восьмицилиндровых двигателей перестали применять еще в 30-х гг.
Применение V-образной схемы для моторов с большим количеством цилиндров обусловлено компоновочными соображениями. Если использовать рядную компоновку для многоцилиндровых силовых агрегатов, то они получатся слишком длинными, и возникает проблема с их размещением под капотом. Сейчас наиболее распространена поперечная компоновка, а разместить рядный даже шестицилиндровый силовой агрегат таким образом очень сложно. В данном случае наибольшие проблемы возникают с размещение коробки передач. Именно поэтому такие двигатели уступили в распространенности V6. Последние можно расположить как продольно, так и поперечно.
Рассматриваемую схему чаще всего используют на двигателях большого объема. Их устанавливают в основном на спортивные и премиальные модели среди легковых автомобилей, а также на тяжелые внедорожники, грузовики, автобусы, тракторы.
К осноновным параметрам V8 относят объем, мощность, угол развала, уравновешенность.
Данный параметр является одним из основных для любого двигателя внутреннего сгорания. В начале истории ДВС не было никакой связи между объемом мотора и количеством цилиндров, а средний объем был значительно выше, чем сейчас. Так, известны 10 л одноцилиндровый мотор и 23 л шестицилиндровый.
Однако позже были введены упомянутые выше нормативы объема цилиндра и зависимость между объемом и мощностью.
Как было сказано, рассматриваемую компоновку применяют в основном для многолитровых силовых агрегатов. Поэтому объем двигателя V8 обычно составляет не менее 4 л. Максимальные значения данного параметра для современных двигателей легковых автомобилей и внедорожников достигают 8,5 л. На грузовики, тракторы и автобусы устанавливают более объемные силовые агрегаты (до 24 л).
Данная характеристика двигателя V8 может быть определена на основе удельной литровой мощности. Для бензинового атмосферного мотора она составляет 100 л.с. Таким образом, 4 л мотор имеет мощность в среднем 400 л.с. Следовательно, варианты большего объема мощнее. В случае применения некоторых систем, особенно наддува, литровая мощность значительно возрастает.
Данный параметр актуален лишь для двигателей V-образной компоновки. Под ним понимают угол между рядами цилиндров. Для большинства силовых агрегатов он составляет 90°. Распространенность такого расположения цилиндров объясняется тем, что оно позволяет достичь низкого уровня вибраций и оптимального поджига смеси и создать низкий и широкий двигатель. Последнее благоприятно сказывается на управляемости, так как такой силовой агрегат способствует снижению центра тяжести.
Несколько реже встречаются моторы с углом развала 60º. Значительно меньше двигателей с еще более минимальным углом. Это позволяет снизить ширину двигателя, однако, на таких вариантах сложно гасить вибрации.
Существуют двигатели и с развернутым углом развала цилиндров (180º). То есть их цилиндры расположены в горизонтальной плоскости, а поршни движутся навстречу друг другу. Однако такие моторы называют не V-образными, а оппозитными и обозначают литерой B.Они обеспечивают очень низкий центр тяжести, вследствие чего такие двигатели устанавливают в основном на спортивные модели. Однако они отличаются большой шириной, поэтому оппозитные моторы встречаются редко из-за сложности размещения.
Данные явления в любом случае проявляются при работе поршневого ДВС. Однако конструкторы стремятся максимально снизить их, так как они не только сказываются на комфорте, но и при чрезмерном уровне могут привести к повреждению и разрушению двигателя.
При его функционировании действуют разнонаправленные силы и моменты. Для снижения вибраций необходимо уравновесить их. Одним из решений этого является конструирование двигателя таким образом, чтобы моменты и силы были равными и разнонаправленными. С другой стороны, достаточно доработать лишь коленвал. Так, можно изменить расположение его шеек и установить на нем противовесы либо использовать балансирные валы противовращения.
Прежде всего, следует отметить, что среди распространенных двигателей уравновешены лишь два типа — рядные и оппозитные, причем шестицилиндровые. Моторы прочих компоновок различаются по данному показателю.
Что касается V8, они весьма хорошо уравновешенны, а особенно варианты с прямым углом развала цилиндров и расположенными в перпендикулярных плоскостях кривошипами. Дополнительно придается плавность благодаря возможности обеспечения равномерного чередования вспышек. Такие двигатели имеют всего два неуравновешенных момента на щеках крайних цилиндров, которые могут быть полностью скомпенсированы двумя противовесами на коленвале.
V-образные двигатели отличаются от моторов с рядной компоновкой повышенным крутящим моментом. Этому способствует схема двигателя V8. В отличие от рядного мотора, где направление сил прямо перпендикулярно, в рассматриваемом двигателе они воздействуют на вал с двух сторон по касательной. Благодаря этому создается значительно большая инерция, придающая валу динамичное ускорение.
К тому же коленчатый вал V8 отличается повышенной жесткостью. То есть данный элемент прочнее, поэтому более долговечен и эффективен при работе на предельных режимах. А также это расширяет диапазон рабочих частот двигателя и позволяет быстрее набирать обороты.
Наконец V-образные моторы более компактны в сравнении с рядными. Причем они не только короче, но и ниже, что видно по фото двигателя V8.
Моторы рассматриваемой компоновки отличаются сложной конструкцией, что обуславливает высокую стоимость. Кроме того, при относительно небольших длине и высоте они широки. Также вес двигателя V8 большой (от 150 до 200 кг), что вызывает проблемы с развесовкой. Поэтому их не устанавливают на небольшие автомобили. К тому же такие моторы имеют значительный уровень вибраций и сложны в балансировке. Наконец, они затратны в эксплуатации. Во-первых это обусловлено тем, что устройство двигателя V8 весьма сложное. К тому же он имеет большое количество деталей. Поэтому ремонт двигателя V8 сложен и дорог. Во-вторых, такие моторы характеризуются высоким расходом топлива.
В развитии всех двигателей внутреннего сгорания в последнее время наблюдается тенденция к повышению эффективности, экономичности. Этого достигают путем снижения объема и применения различных систем вроде непосредственного впрыска топлива, турбонаддува, изменяемых фаз газораспределения и т. д. Это привело к тому, что большие двигатели, в том числе и V8, постепенно утрачивают популярность. Многолитровые моторы теперь заменяют на турбированные двигатели меньшего объема. Это особенно коснулось версий V12 и V10, которые заменяют на наддувные V8, а последние — на V6. То есть средний объем моторов снижается, что отчасти обусловлено ростом эффективности, показателем которой является литровая мощность. Однако на спортивных и элитных автомобилях все же используют мощные многолитровые силовые агрегаты. Причем их производительность также существенно возросла в сравнении с прошлым благодаря применению современных технологий.
Несмотря на перспективы замены ДВС электрическими и прочими экологически безвредными двигателями, они все еще не утратили актуальность. В частности V-образные варианты считаются весьма перспективными. К настоящему времени конструкторами разработаны способы устранения их недостатков. К тому же, по их мнению, потенциал таких силовых агрегатов не полностью раскрыт, поэтому их просто модернизировать.
auto-kult.ru
Двигатели Ford Windsor
Ford Windsor двигатели схемы V8 small-block с углом развала между цилиндрами 90 градусов от Ford Motor Company. Начало выпуска этих двигателей датируется 1962 годом, придя на замену двигателям Ford Y-блок. Название small-block родилось благодаря скромным, по сравнению с другими V8 тех лет, габаритам. Хотя и не все из двигателей этого семейства были произведены в Виндзоре (двигатели Форда V8 small-block производились в Кливленде, штат Огайо до 1966), название прижилось. Средне размерный 335 mid-size "Cleveland" V8, представили в 1970 году, он должен был заменить большую часть Виндзоров, но конструкция пережила ее замену. В 1991 году двигатели Windsor сняли с производства и заменили новым двигателем Modular V8 объемом 4,6 литра. С середины 70-х годов по 90-е годы, двигатель Ford Windsor был конвертирован и использовался во многих катерах в качестве стационарного двигателя. Моторы серии Ford Windsor производятся до сих пор в качестве готового гоночного двигателя или для поставки в запчасти.
Краткий обзор
V8 small block Ford тонкостенный чугунный блок с отдельной крышкой цепи ГРМ, изготовленной из алюминия. Эта особенность отличает его от более поздних Cleveland, или 351-серии, которые используют интегрированную крышку ГРМ, отлитую в блоке. Все «Виндзоры» 16 клапанные (2 клапана на цилиндр) независимо от того, являются ли они "2V", "4V", или инжекторными моделями. 2V и 4V обозначения показывают лишь число камер в карбюраторе, а не число клапанов на цилиндр. Для двигателя 302 Boss объединили головки блока серии Кливленд и блок цилиндров Виндзор с небольшими доработками.
Небольшие отличия были в системах смазки двигателей серии Кливленд и Виндзор, что делало работу двигателей серии Кливленд более шумной в первые секунды после запуска. Дело в том, что в Виндзоре масло подавалось сначала к вкладышам на коленвале а далее к остальным системам, что исключало масляное голодание последних.
За исключением 289 HiPo, 302 Boss и 351W, шатуны применялись одинаковые. Шатун претерпел некоторые изменения на протяжении всей своей истории. 221, 260 и ранних 289 шатуны имели отверстие для смазки цилиндра поршня и колец. В 1964 году от этой системы отказались. Шатуны же продолжали использоваться до 1967 года. В 302 блоке использовали короткий шатун, но использовали ту же крышку до 1970 года. В 1971 году крышки были изменены, а в 1988 году вернулись к старой схеме. Она сохранилась неизменной до конца производства. Шатуны начало обрывать из-за усталостных разрушений от увеличенной мощности мотора, всвязи с применением впрыска топлива. В двигателях 289 HiPo, 302 Boss и 351W использовались усиленные шатуны.
221 блок
Первый двигатель этого семейства, применялся в качестве опции для Ford Fairlane и Mercury Meteor 1962 модельного года, имел объем 3,6 л, диаметр цилиндра 89 мм, ход поршня 72,9 мм, с клинообразными камерами сгорания и степенью сжатия 8,7:1, что позволяло использовать обычный бензин. Компактный, литой, тонкостенный блок был 610 мм в ширину, 737 мм в длину и 699 мм в высоту. Он весил всего 210 кг, несмотря на изготовление из чугуна, что делает его одним из самых легких и компактных двигателей V8 своего времени.Питание двигателя обеспечивал двухкамерный карбюратор, впускные клапана 40,4 мм и 35,3 мм на выхлопе. Все это обеспечивало номинальную мощность и крутящий момент (SAE брутто) 145 л.с. (108 кВт) при 4400 оборотах в минуту и 293 Н∙м при 2200 оборотах в минуту.
Производство 221 двигателя было прекращено в 1964 модельном году.
260 блок
Второй вариант Виндзора, выпущен в середине 1962 модельного года, имел больший диаметр поршня (96,5 мм), увеличился объем до 4,3 л, степень сжатия была поднята до 8,8:1. Двигатель был немного тяжелее (219 кг), чем 221. Номинальная мощность (SAE брутто) выросла до 164 л.с. (122 кВт) при 4400 оборотах в минуту с максимальным крутящим моментом 350 Н∙м при 2200 оборотах в минуту. В 1962 и 1963 годах диаметр клапанов оставался таким же, как в 221, но начиная с 1964 г. они были увеличены до 42,4 мм впускной и 36,8 мм выпускной. Номинальная мощность при этом не изменилась. В 1963 году 260 стал базовым двигателем для полноразмерных седанов Ford. Позже в модельном году его стали устанавливать на Ford Falcon и Mercury Comet. В середине 64 года 260 блок установили на Ford Mustang. Специальные раллийные версии Falcon и Comet и первые AC Cobra использовали высокофорсированные версии 260 с более высокой степенью сжатия и четырехкамерным карбюратором. Этот двигатель имел (SAE брутто) 260 л.с. (194 кВт) при 5800 оборотах в минуту и 365 Н∙м при 4800 оборотах в минуту. Выпуск двигателя Ford Windsor 260 закончили в 1964 модельном году.
289
289 Windsor с объемом в 4,7 литра (289 куб.дюймов) был выпущен в 1963 году. Диаметр цилиндра был увеличен до 102 мм, став стандартным размером для большинства двигателей завода Виндзор. Вес 289-го составил 230 кг. В 1963 году 289 был доступен в двух вариантах: с двухкамерным карбюратором и степенью сжатия 8,7:1 мощностью (SAE брутто) 195 л.с. (145 кВт) при 4400 оборотах в минуту и 350 Н∙м при 2200 оборотов в минуту. 289-ый заменил 260 двигатель в качестве базового V8 для полноразмерных Фордов. Вторая версия в 1963 году была доступна только для Fairlane. В 1964 году на двигателе появляется четырехкамерный карбюратор, степень сжатия увеличивают до 9,0:1. Мощность поднялась до 210 л.с. (157 кВт) при 4400 оборотах в минуту, а крутящий момент до 407 Н∙м при 2800 оборотов в минуту. Двигатели устанавливали на Mercury Comet. В 1965-ом году двигатели серии 289 снова модернизируют. Степень сжатия поднимают до 9,3:1 – для двух камерного карбюратора и до 10:1 – для четырех камерного (технические характеристики см.таблицу).
За 1966 и 1967 год двигатель больше не модернизируют, а в 1968 году четырехкамерный карбюратор (225 л.с. - 168 кВт) был снят с производства, уступив место 289 "HiPo". В результате чего остается только один вариант с двухкамерным карбюратором, мощность которого опять снижают на прежние 195 л.с. (145 кВт). 1968 год был последним годом производства 289.
5tudent.livejournal.com
Рядный восьмицилиндровый нижнеклапанный двигатель автомобиля Oldsmobile выпуска 1940-х годов 
Восьмицили́ндровые дви́гатели — двигатели внутреннего сгорания, имеющие восемь цилиндров.
Рядный восьмицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением восьми цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I8 или L8 (Straight-8, In-Line-Eight).
Является полностью сбалансированной конфигурацией двигателя. По сравнению с рядным шестицилиндровым двигателем I8 совершает больше рабочих циклов в единицу времени, и, как следствие, работает более плавно под нагрузкой и не создаёт дополнительных вибраций в трансмиссии автомобиля на малых оборотах.
Вследствие этого, а также — благодаря простоте изготовления относительно V8, в прошлом (1920-е — 1950-е годы) рядные восьмёрки часто применялись на спортивных и дорогостоящих легковых автомобилях, особенно в США. В довоенные годы варианты комплектации с такими двигателями имели практически все американские автомобили среднего и высшего классов, за исключением марок Cadillac, Mercury и Lincoln, которые традиционно использовали только V8. Модели Buick имели верхнеклапанные I8, остальные марки использовали схему с нижним расположением клапанов. Первым серийным автомобилем с двигателем этой конфигурации был Packard Straight Eight модели 1923 года. В СССР двигатель такой компоновки использовался на автомобилях высшего класса Л-1, ЗИС-101 и ЗИС-110.
Однако большая длина такого двигателя требует длинного моторного отсека, что делает I8 неприемлемым для современных легковых автомобилей. Кроме того, длинные коленчатый и распределительные валы подвержены дополнительным торсионным (на скручивание) нагрузкам, что существенно снижает их ресурс, а при увеличении числа оборотов двигателя выше определённого предела из-за деформации коленчатого вала возникает риск физического контакта между шатунами и стенками картера, что приводит к выходу двигателя из строя.
По этим причинам использование конфигурации L8 всегда сводилось к двигателям большого рабочего объёма с небольшими максимальными оборотами. В настоящее время на автомобилях этот тип двигателя практически полностью вытеснен менее сбалансированным, но намного более компактным и лучше поддающимся форсированию V8, однако рядные 8-цилиндровые двигатели продолжают использоваться на тепловозах, судах и в стационарных установках.
V-образный 8-цилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением восьми цилиндров двумя рядами по четыре, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто его обозначают как V8 (англ. «Vee-Eight», «Ви-Эйт»)
V8 — конфигурация, часто используемая в автомобильных двигателях большого рабочего объёма. Редкие V8 обладают рабочим объёмом менее трёх литров. Максимальный же рабочий объём современных серийных V8 для легковых автомобилей достигает 13 литров (малосерийная Weineck Cobra 780 cui). Получивший широкое распространение российский дизель ЯМЗ-238 имеет рабочий объём 14,9 л. На крупных тракторах и грузовых автомобилях встречаются двигатели V8 рабочим объёмом до 24 л.
V8 также часто используется в высших эшелонах автоспорта, особенно в США, где он обязателен в IRL, ChampCar и NASCAR. В 2006 году Формула 1 перешла на использование
ru-wiki.ru
В 1910 году французский производитель De Dion-Bouton представил публике 7773-кубовый V8 для автомобиля. В 1912 году он был экспонатом выставки в Нью-Йорке, где вызвал неподдельный интерес у публики. И хотя сама фирма выпустила очень немного автомобилей с этим двигателем, в США идея V8 большого рабочего объёма «пустила корни» всерьёз и надолго.
Первым относительно массовым автомобилем с V8 стал 1914 года. Двигатель имел объём 5429 см³ и был нижнеклапанным, в первый же год было выпущено порядка 13 тысяч «Кадиллаков» с этим двигателем. GM, в 1916 году выпустил собственный V8 объёмом 4 литра. 1917 году, но в 1918 году фирма была включена в состав GM на правах подразделения и сосредоточилась на выпуске экономичных «народных» автомобилей, которым по понятиям тех лет V8 не полагался, так что производство двигателя было прекращено.
В сегмент недорогих автомобилей V8 перенесла фирма Ford с её Model 18 (1932). Технической особенностью двигателя этого автомобиля был блок цилиндров в виде одной чугунной отливки. Это нововведение потребовало значительного усовершенствования технологии литья. Достаточно сказать, что до 1932 года создание подобного двигателя представлялось многим технически невозможным. V-образные двигатели тех лет имели отдельные от картера цилиндры, что делало их изготовление сложным и дорогостоящим. Двигатель модели 18 получил название Ford Flathead и выпускался до 1954 года, когда его сменил верхнеклапанный Ford Y-BLock.
Начиная с 1930-х годов двигатели конфигурации V8 получили с Северной Америке очень широкое распространение. Вплоть до 1980-х годов версии, оснащённые двигателями V8, имели североамериканские модели всех классов, кроме субкомпактов. В частности, на конец 1970-х годов, до 80% выпущенных в США легковых автомобилей имели двигатель конфигурации V8. Поэтому двигатели V8 как правило ассоциируются именно с северо-американской автомобильной промышленностью, значительная часть терминологии так же имеет американское происхождение.
В Европе же в довоенные и первые послевоенные годы такими двигателями оснащали преимущественно автомобили высших классов, собираемые в мизерных количествах вручную. Например Tatra T77 (1934-1938) имела 3,4-литровый V8 и была выпущена в количестве всего 249 единиц[1].
В 1950-е годы в производственной программе европейских производителей премиум-сегмента появляются серийные модели с V8, например, BMW 502 или Facel Wega Excellence (последняя имела американский двигатель производства Chrysler).
dal.academic.ru
.jpg)
