Принцип работы v образного двигателя: v образный двигатель

v образный двигатель

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 654

История автомобиля может служить своеобразной демонстрацией пытливости и настойчивости человеческого ума. Казалось бы, изобрели в 1883 году Даймлер с Майбахом двигатель внутреннего сгорания (одноцилиндровый), так пользуйтесь люди. Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней. И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

О ДВС и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный. Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования.

Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

А как только число цилиндров становится больше одного, возникает вопрос, об их расположении. Невзирая на то, бензиновый это или дизельный двигатель, возможны такие варианты:

• рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
• V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
• оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
• W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
• звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал.
  Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

1- рядный; 2 – V образный; 3 – оппозитный; 4 – совмещенный V образный и рядный двигатель; 5 – W образный; 6 – совмещенный в W образной компоновке.

Для каждого из перечисленных вариантов свойственны свои достоинства и недостатки, но в настоящий момент более подробно будут рассмотрены V образные двигатели.

О конструкции V образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фото

Даже беглого взгляда достаточно для понимания, какое это сложное изделие. Тем не менее, его можно считать закономерным этапом в развитии, которое прошел двигатель, в первую очередь, имея ввиду его практическое использование для автомобиля и мотоцикла.

После того, как резервы роста мощности, заложенные в увеличении диаметра цилиндра, были исчерпаны, стало расти их число. Тогда мотор начали делать с использованием нескольких цилиндров. Проще всего их оказалось разместить в ряд друг за другом. Так появился рядный двигатель, как бензиновый, так и дизельный.

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность. Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался. В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

Борьба за компактность привела к тому, что родился V образный двигатель, в нем цилиндры размещены под углом. Такое расположение позволило решить как минимум две задачи:

1. уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
2. увеличить число цилиндров в одном моторе.

Однако следствием такого технического решения стало усложнение конструкции силового агрегата. Если для рядного требуется один блок цилиндров и один газораспределительный механизм, то для V образных силовых агрегатов их число увеличивается как минимум вдвое. Это приводит к значительному усложнению производства.

Кроме уже отмеченных, есть и другие недостатки, присущие V образной компоновке, но они тем или иным способом решаются, и на сегодняшний день такой силовой агрегат является чрезвычайно распространенным в мире моторов. В то же время, кроме использования на легковом автомобиле у таких моторов есть и другие варианты применения, для примера можно остановиться на следующих:

V образный мотор на мотоцикле

Особого внимания заслуживает оппозитный двигатель как разновидность V образного. Такая его конструкция оказалась подходящей для мотоцикла, хотя некоторые производители применяют его в автомобилях.

Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора. Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов. Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

Конечно, у мотоцикла есть свои, присущие только ему особенности, но это не имеет отношения к его типу. А V образные многоцилиндровые, в том числе и оппозитные моторы, используемые при создании мотоцикла, не собираются уступать свое место другим.

V образный дизель

На сегодняшний день наибольшей популярностью в Европе пользуются автомобили, в которых применяется дизельный силовой агрегат. Обусловлено это его высокой экономичностью, а также отличными эксплуатационными показателями. Как пример можно привести дизельный двигатель TD6.

По своим техническим характеристикам он соответствует самым высоким требованиям, этот дизельный мотор имеет шесть, расположенных по V образной схеме, цилиндров, общий объем может составлять до 2,7 литров, он способен развивать мощность до двухсот семи л.с., обеспечивая крутящий момент до четырехсот сорока Нм. При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Не касаясь других его характеристик, используемых в конструкции технических решений, стоит просто отметить, что по экспертным оценкам подобный дизельный силовой агрегат является несомненным лидером в классе шестицилиндровых V образных дизелей.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат. Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34. Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.

За не такую уж и длительную историю развития ДВС, были разработаны разные его модификации, отличающиеся различным исполнением и сложностью. Тем не менее, несмотря на все имеющиеся трудности в производстве и недостатки конструкции, V образный двигатель в настоящее время является одним из самых массовых вариантов ДВС.Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

V образный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом.

Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.

Немного истории

Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с. Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра. Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.

Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:

• большой вес;
• ограничение мощности;
• недостаточную сбалансированность и др.

В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.

Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.

Особенности конструкции

Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.

Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга.

В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.

Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.

Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:

1. v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
2. v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
3. v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
4. v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента. Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон. При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.

Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :

• повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
• увеличивает срок службы мотора;
• позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.

Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:

• высокую стоимость;
• большой уровень вибраций;
• сложности при балансировке и др.

Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.

Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.

Перспективные разработки

Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.

Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:

• Оппозитные силовые агрегаты

Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов. Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными. Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru. Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.

Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.

• VR образные моторы

Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычныхŸ малым углом развала цилиндров (15 градусов) иŸ наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.

Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.

Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др. ). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).

Работа цилиндров 8 цилиндрового двигателя

Для большинства автолюбителей принцип работы двигателя с 8 цилиндрами остается тайной за семью печатями. В каком-то смысле это нормально, ведь тема не самая простая, чтобы каждый второй смог досконально изучить ее.

Однако бывают ситуации, когда определенные базовые знания о работе движка все же будут не лишними.

Содержание статьи

Немного истории

Начало ХХ века ознаменовалось целой кучей патентов в области автопромышленности. Двигатели, шины, диски, формы кузова и т.п. Все это ознаменовало масштабный скачок автомобильной индустрии, выдвинув ее едва ли не в первые промышленные дивизионы. Большинство технологий, используемых при сборке современных автомобилей, были зачаты в те самые годы. Нашим современникам осталось лишь отточить их до нынешнего вида.

Патент на первый восьмицилиндровый двигатель не так давно отметил свое столетие. Правда об автомобилях с таким объемом мотора тогда речи не шло – скорее небольшие корабли и молодые образцы авиатехники. А вот с 1914 года немногие тогдашние автолюбители могли ощутить гул работы цилиндров 8 цилиндрового авто двигателя. Его объем на тот момент не превышал 4х литров. Были, конечно, и более ранние опыты с установкой такого движка на авто, но упоминать о них смысла нет, так как они очень быстро сходили на нет, не оставив для нас ни одного рабочего прототипа.

А как сейчас?

Вопреки расхожему мнению, двигатели с 8 цилиндрами ставят не только на люксовые иномарки, но и на обычные тракторы, грузовики и строительную технику. Как и с двигателями послабее, наиболее сбалансированным видом является рядный тип мотора. Иными словами, когда все цилиндры расположены в ряд. Именно ими долгое время комплектовали самые дорогие автомобили. Особенно ценима такая конструкция была в Америке. Впрочем, рекордсменами здесь являются немцы, высоко ценящие баланс и надежность рядного движка.

Но даже им, со временем, пришлось перейти на V-образные двигатели. Причина проста и банальна – восьмицилиндровый «питон»  попросту не вмещался в стандартном моторном отсеке современных авто.

Порядок работы

Именно это будет наиболее прикладной информацией для рядового водителя. Дело в том, что зная порядок работы сердца вашего авто, вы без труда сможете подкорректировать зазор клапанов или заняться зажиганием.

Описывать порядок работы 8 цилиндров рядного двигателя смысла нет, так как в легковых авто они сейчас почти не встречаются. А вот V-образные движки имеют достаточно выверенную последовательность: 1 – 5 – 4 – 8 – 6 – 3 – 7 – 2. Интервал рабочего цикла составляет 90 градусов (т.е. через 90 градусов поворота коленвала, после начала работы первого цилиндра, начинает работать следующий. В нашем случае, пятый. ). Такой интервал обеспечивает весьма мягкую работу двигателя. Если вы счастливый обладатель дизельного гиганта ЗиС, то порядок работы будет немного отличаться: 1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8. Как видите, при любом раскладе (это касается всех двигателей любой цилиндровости) рабочий цикл движка начинается с первого цилиндра.

Стоит помнить, что работа 8 цилиндрового V-образного двигателя отличается от двигателя 6 цилиндров и выполняется в индивидуальном для  каждого производителя порядке. Схема приведенная выше является наиболее обобщенной, но не стопроцентно подходящей для каждого авто. Даже тип модификации мотора играет роль.

Понятное дело, что при необходимости калибровки клапанного зазора, большинство хозяев поведут своих коней в автосервис. Да и головку БЦ не каждый возьмется чинить самостоятельно. Но если вы подлинный фанат автомобилей, то вы просто обязаны хотя бы раз поработать с вашим мотором самостоятельно. А знание о порядке работы движка вам в этом сильно поможет.

Видео пример работы

Порядок работы двигателя 6 цилиндров автомобиля

Для обычного автовладельца принцип работы двигателя, например, шестицилиндрового, является чем-то вроде магии, интересной лишь автомеханикам и гонщикам.

С одной стороны, у большинства действительно нет никакой нужды в этой информации. Но с другой, отсутствие этих знаний порождает необходимость ехать на поклон в автосервис, чтобы решить простейшие задачи.

Содержание статьи

Немного о ДВС

Знание об устройстве и работе автомобиля пойдет большим плюсом в личное дело любого автолюбителя. Особенно это касается движка – важнейшего элемента и сердца железного коня. ДВС имеет уйму разновидностей – начиная от типа горючего и заканчивая уникальными для каждого авто мелкими нюансами.

Но суть работы примерно одинакова:

1. Горючая смесь (топливо и кислород, без которого ничего гореть не будет) попадает в цилиндр двигателя и воспламеняется свечей зажигания.
2. Энергия взрыва смеси толкает поршень внутри цилиндра, который, опускаясь, вращает коленвал. При вращении, коленвал поднимает к распределительному валу (который отвечает за подачу смеси через клапана) следующий цилиндр.

Благодаря последовательной работе цилиндров, коленвал находится в постоянном движении, образуя крутящий момент. Чем больше цилиндров – тем легче и быстрее будет вращаться коленвал. Вот и нарисовалась схема, знакомая даже школьникам, не разбирающимся в матчасти – больше цилиндров – мощнее мотор.

Порядок работы двигателя

Если объяснять по-простому, то порядок работы двигателя – это выверенная последовательность и интервал работы его цилиндров. Как правило, цилиндры мотора не работают строго по очереди (за исключением двухцилиндровых моторчиков). Этому способствует «змейкообразная» форма коленвала.

Порядок работы движка всегда начинается с первого цилиндра. А вот дальнейший цикл уже у всех разный. Причем даже у однотипных моторов разных модификаций. Знание этих нюансов будет необходимым, если вы захотите откалибровать работу клапанов или настроить зажигание. Поверьте, просьба подключить высоковольтные провода на автосервисе вызовет у мастеров чувство жалости.

Шестицилиндровый двигатель

Вот мы и добрались до сути. Порядок работы такого ДВС будет зависеть от того, как именно 6 цилиндров расположены. Здесь выделяют три типа — рядный, V-образный и оппозитный.

Стоит поподробнее остановиться на каждом:

• Рядный двигатель. Такая конфигурация горячо любима немцами (в автомобилях BMW, AUDI и т.п. такой движок будет именоваться R6. Европейцы и американцы предпочитают маркировки l6 и L6). В отличии от европейцев, почти повсеместно оставивших рядные двигатели в прошлом, у BMW таким типом мотора может похвастаться даже навороченный X шестой. Порядок работы у таких 1 — 5 — 3 — 6 — 2 — 4 цилиндры соответственно. Но можно встретить и варианты 1 — 4 — 2 — 6 — 3 — 5 и 1 — 3 — 5 — 6 — 4 — 2.
• V-образный движок. Цилиндры расположены по три в два ряда, пересекающихся снизу, образуя букву V. Хоть такая технология и пошла на конвейер в 1950 году, менее актуальной она не стала, комплектуя самых современных железных коней. Последовательность у таких движков 1 — 2 — 3 — 4 — 5 — 6. Реже 1 — 6 — 5 — 2 — 3 — 4.
• Оппозитный мотор. Традиционно используется японцами. Чаще всего можно встретить на Субару и Сузуки. Двигатель такой компоновки будет функционировать по схеме 1 — 4 — 5 — 2 — 3 — 6.

Владея даже этими схемами, вы сможете грамотно подрегулировать клапана. Не обязательно вдаваться в историю развития технологий, физические характеристики и сложные формулы расчета – оставим это подлинным фанатам темы. Наша цель – научится самостоятельно делать то, что вообще возможно сделать самостоятельно. Ну а знание о функционале вашего мотора идет приятным бонусом.

Видео пример работы 6-ти цилиндров

V-образные двигатели

Как V-образные двигатели помогли сделать автомобили мощными и компактными?

Двигатель

Эволюция расположения цилиндров

На заре автомобильной эры, когда конструкторы были ограничены исключительно степенью своей гениальности (или безумства?) и доступными на тот момент технологиями, двигатели внутреннего сгорания имели поистине необычные формы. К примеру, 12-литровый двигатель мог состоять из одного цилиндра. Или из 8-ми, расположенных в ряд. Были даже звездообразные авиационные двигатели под капотом!

Другими словами, необычных решений, странных или просто смешных было просто море! Но борьба за снижение стоимости автомобиля и налаживание массового производства постепенно расставили все по своим местам.

С ростом мощностей и размеров двигателей постепенно вставал вопрос о том, как сделать их компактнее. Классические рядные двигатели с 4 или 6 цилиндрами еще как-то позволяли сдерживать увеличение размеров автомобиля, но что делать, если цилиндров уже 8? Ставить его поперек подкапотного пространства?

Когда встал вопрос о том, как укоротить рядный мотор, решение оказалось гениальным в своей простоте – «распилить» его пополам и поставить половинки рядом друг с другом

Единственный относительно удачный эксперимент с таким расположением двигателя – британский AustinMaxi 2200, выпускавшийся в середине 60-ых. Однако это был лишь 6-цилиндровый рядный двигатель, коробку передач же вообще пришлось прятать под двигатель, чтобы хоть как-то сохранить компактность автомобиля (в наше время появился наследник этой идеи – Volvo S80  с суперкомпактной коробкой передач).

Появление и развитие V-образного двигателя

Так что неудивительно, что встал вопрос о том, как укоротить рядный мотор. Решение оказалось гениальным в своей простоте – «распилить» его пополам, поставить половинки рядом друг с другом и заставить работать через один коленвал. Такие моторы за счет характерной формы, напоминающей латинскую букву V, называются V-образными, на сегодня они являются одними из самых распространенных  в автоиндустрии. Угол развала блоков у них составляет 60 или 90 градусов.

Были и V-образники с меньшим развалом. К примеру, на автомобиль Lancia Fulvia, выпускавшийся в 70-е годы XX века, устанавливался двигатель V4 с углом развала всего в 23 градуса. Однако особенности конструкции таких двигателей и проблемы со слишком сильной вибрацией не позволили им получить достаточно широкое распространение.

Устройство V-образного двигателя

Такие моторы, что естественно, на порядок сложнее рядных. У них две головки цилиндров, каждая со своей прокладкой и коллекторами, больше распредвалов. Соответственно, и схема их привода тоже сложнее.

Главная проблема всех V-образных двигателей – вибрации и сложности в балансировке механизма

Единственными исключениями являются нижневальные двигатели – у них распредвал один. Но устанавливались они в основном на старые модели автомобилей. Исключением являются некоторые современные представители американского автопрома.

В остальном, принцип действия и подвижные части те же, что и у любого другого двигателя внутреннего сгорания, будь то рядный или оппозитный двигатель.

Главная проблема всех V-образных двигателей – вибрации и сложности в балансировке механизма. Но эта проблема почти полностью отсутствует в двигателях V8 с восемью цилиндрами. Сама конструкция двигателей такого типа почти полностью уравновешивает систему и устраняет вибрации, в отличие от двигателей V6 (с 6 цилиндрами). 

В целом же, двигатели этого типа создавались исключительно для увеличения компактности, так что вопрос уравновешенности системы их создателей не особенно волновал. Сегодня его пытаются решать путем утяжеления различных частей двигателя.

Чем отличаются рядный, V-образный и оппозитный двигатели и какой лучше?

Разнообразие прекрасно, но оно создаёт проблему выбора, ведь приходится решать, какой из представленных вариантов лучше, а какой хуже. Например, автомобиль с каким двигателем выбрать: оппозитным, рядным или V-образным? Рассмотрим все плюсы и минусы каждого их вариантов.

Рядные двигатели

Самая распространённая и простая компоновка цилиндров двигателя – это рядная. Большинство двигателей небольшого объёма имеют именно такой вид. Его удобно располагать в подкапотном пространстве из-за компактных размеров и небольшого веса.

Но у такого решения есть и недостатки. С ростом количества цилиндров значительно возрастает длинна мотора. Рядное расположение цилиндров при работе вызывает сильную вибрацию, что требует изготовление тяжёлых коленвалов. При продольной установке сильно снижается безопасность машины, ведь при столкновении двигатель может вмять моторный щит.

V-образные двигатели

Такие моторы имеют минимум 6 цилиндров (по три в ряд), расположенных в виде латинской буквы «V». Максимальное количество цилиндров для автомобильных двигателей 12, такие моторы можно встретить, например, под капотом Audi A8. Подобная компоновка позволяет на небольшом пространстве разместить довольно большой по объёму и мощности двигатель. К тому же, этот тип двигателей несколько безопаснее рядных моторов. К недостаткам можно отнести сложную конструкцию и из-за этого высокую стоимость. В таком форм-факторе невыгодно изготавливать моторы с малым объёмом. Высокий центр тяжести, что накладывает определённые трудности при проектировании спортивных машин.

Оппозитные моторы

Этот тип двигателей стоит особняком из-за малой распространённости. Они имеют не вертикальное, а горизонтальное расположение цилиндров, что позволяет добиться очень хорошего баланса и низкого уровня вибрации. Поэтому для оппозитных моторов нет необходимости использовать коленвалы с большими противовесами. Отзывчивость на нажатии педали газа у этих двигателей происходит практически мгновенно. А низкое расположение позволяет улучшить управляемость машины и её устойчивость на дороге. К недостаткам можно отнести дорогое обслуживание и высокие требования к подготовке мастеров, ремонтирующих оппозитные моторы. Более того, само производство таких моторов довольно дорогое и требует высокоточных станков. Особенностью оппозитных двигателей считается повышенный расход масла.

Двигатели v образного типа, описание появления и использования

История автомобиля может служить своеобразной демонстрацией пытливости и настойчивости человеческого ума. Казалось бы, изобрели в 1883 году Даймлер с Майбахом двигатель внутреннего сгорания (одноцилиндровый), так пользуйтесь люди.

Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней. И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

О двс и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный.

Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования.

Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

А как только число цилиндров становится больше одного, возникает вопрос, об их расположении. Невзирая на то, бензиновый это или дизельный двигатель, возможны такие варианты:

• рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
• V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
• оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
• W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
• звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал. Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

1- рядный; 2 – V образный; 3 – оппозитный; 4 – совмещенный V образный и рядный двигатель; 5 – W образный; 6 – совмещенный в W образной компоновке.

Для каждого из перечисленных вариантов свойственны свои достоинства и недостатки, но в настоящий момент более подробно будут рассмотрены V образные двигатели.

О конструкции v образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фото

Даже беглого взгляда достаточно для понимания, какое это сложное изделие. Тем не менее, его можно считать закономерным этапом в развитии, которое прошел двигатель, в первую очередь, имея ввиду его практическое использование для автомобиля и мотоцикла.

После того, как резервы роста мощности, заложенные в увеличении диаметра цилиндра, были исчерпаны, стало расти их число. Тогда мотор начали делать с использованием нескольких цилиндров. Проще всего их оказалось разместить в ряд друг за другом. Так появился рядный двигатель, как бензиновый, так и дизельный.

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность.

Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался.

В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

Борьба за компактность привела к тому, что родился V образный двигатель, в нем цилиндры размещены под углом. Такое расположение позволило решить как минимум две задачи:

1. уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
2. увеличить число цилиндров в одном моторе.

Однако следствием такого технического решения стало усложнение конструкции силового агрегата. Если для рядного требуется один блок цилиндров и один газораспределительный механизм, то для V образных силовых агрегатов их число увеличивается как минимум вдвое. Это приводит к значительному усложнению производства.

Кроме уже отмеченных, есть и другие недостатки, присущие V образной компоновке, но они тем или иным способом решаются, и на сегодняшний день такой силовой агрегат является чрезвычайно распространенным в мире моторов. В то же время, кроме использования на легковом автомобиле у таких моторов есть и другие варианты применения, для примера можно остановиться на следующих:

V образный мотор на мотоцикле

Особого внимания заслуживает оппозитный двигатель как разновидность V образного. Такая его конструкция оказалась подходящей для мотоцикла, хотя некоторые производители применяют его в автомобилях.

Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора.

Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов.

Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

Конечно, у мотоцикла есть свои, присущие только ему особенности, но это не имеет отношения к его типу. А V образные многоцилиндровые, в том числе и оппозитные моторы, используемые при создании мотоцикла, не собираются уступать свое место другим.

V образный дизель

На сегодняшний день наибольшей популярностью в Европе пользуются автомобили, в которых применяется дизельный силовой агрегат. Обусловлено это его высокой экономичностью, а также отличными эксплуатационными показателями. Как пример можно привести дизельный двигатель TD6.

По своим техническим характеристикам он соответствует самым высоким требованиям, этот дизельный мотор имеет шесть, расположенных по V образной схеме, цилиндров, общий объем может составлять до 2,7 литров, он способен развивать мощность до двухсот семи л.с., обеспечивая крутящий момент до четырехсот сорока Нм.

При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Не касаясь других его характеристик, используемых в конструкции технических решений, стоит просто отметить, что по экспертным оценкам подобный дизельный силовой агрегат является несомненным лидером в классе шестицилиндровых V образных дизелей.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат.

Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34.

Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.

За не такую уж и длительную историю развития ДВС, были разработаны разные его модификации, отличающиеся различным исполнением и сложностью. Тем не менее, несмотря на все имеющиеся трудности в производстве и недостатки конструкции, V образный двигатель в настоящее время является одним из самых массовых вариантов ДВС.

V образный автомобильный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом. Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.

Немного истории

Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с.

Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра.

Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.

Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:

• большой вес;
• ограничение мощности;
• недостаточную сбалансированность и др.

В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.

Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.

Особенности конструкции

Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.

Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга. В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.

Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.

Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:

1. v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
2. v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
3. v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
4. v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента.

Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон.

При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.

Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :

• повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
• увеличивает срок службы мотора;
• позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.

Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:

• высокую стоимость;
• большой уровень вибраций;
• сложности при балансировке и др.

Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.

Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.

Перспективные разработки

Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.

Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:

• Оппозитные силовые агрегаты

Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов. Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными.

Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru.

Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.

Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.

Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычныхŸ малым углом развала цилиндров (15 градусов) иŸ наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.

Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.

Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др.). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).

Типы ДВС: плюсы и минусы V-образного двигателя

V-образным называется двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого размещены напротив друг друга наподобие латинской буквы «V». В зависимости от количества цилиндров, такие двигатели могут быть четырех, пяти, шести, восьми, десяти и двенадцатицилиндровыми. Также подобные силовые установки различаются в зависимости от угла наклона цилиндров.

Первые V-образные двигатели эволюционировали от четырехцилиндровых рядных моторов. В начале ХХ века, когда автомобили в основном оснащались трех и четырехцилиндровыми силовыми установками, наибольшей проблемой таких моторов был их вес и размер, а также – несбалансированность, что приводило к возникновению вибраций, которые передавались на кузов и делали поездки малоприятными.

В 1905 году в Соединенных Штатах была запатентована новая технология производства двигателей – с V-образным расположением цилиндров. У такого мотора было четыре цилиндра, которые размещались друг напротив друга под определенным углом.

По сути, это был тот же рядный четырехцилиндровый двигатель, который распилили пополам и получившиеся половинки объединили в один агрегат в форме латинской буквы «V».

Таким образом, конструкторам удалось нивелировать два недостатка рядных двигателей – вес и размер, так как V-образный мотор занимал меньше места под капотом в длину и меньше весил.

Вместе с тем, в габаритном отношении у этого агрегата был свой недостаток — ширина: в длину он меньше рядного, а вот в ширину – больше. Однако, стараясь уменьшить именно длину подкапотного пространства, инженеры начали разрабатывать и совершенствовать V-образные моторы, делая их компактнее и сбалансированнее.

V-образный 10-цилиндровый мотором объемом 5,2 литра.

Немаловажное значение в конструкции таких силовых установок имеет угол, под которым цилиндры размещают друг напротив друга. История подобных двигателей знает немало агрегатов, где угол развала цилиндров составлял от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных испытаний конструкторы выяснили, что наиболее приемлемым вариантом размещения цилиндров являются углы в 45°, 60° и 90°. Большинство современных V-образных моторов как раз имеют такие значения углов расположения цилиндров.

Компактность расположения мотора позволила конструкторам увеличить объем цилиндров, так что подобные силовые установки редко имеют объем менее 3 литров.

Несмотря на явные конструктивные преимущества подобных моторов, они, тем не менее, имеют и свои недостатки. Речь – о несбалансированной конструкции некоторых V-образных двигателей, например, шестицилиндровых.

Для того, чтобы сбалансировать такой двигатель, приходится устанавливать дополнительные противовесы на коленвал, что, соответственно, увеличивает массу агрегата.

Более сбалансированными двигателями из этой категории считаются восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровые моторы.

Последние, кстати, имеют практически и идеальную балансировку в силу того, что представляют собой, по сути, два рядных шестицилиндровых мотора, объединенных в одну композицию. А, как известно, именно шестицилиндровый рядный агрегат имеет самую уравновешенную конструкцию и наименее подвержен инерциями первого и второго порядка.

Суперкар Lamborghini Aventador оснащается V-образным 12-цилиндровым двигателем выдающим 700 лошадиных сил.

Обзор V образного двигателя, его преимущества и недостатки

Сегодня уже никто не может представить свою жизнь без машин, а значит и без двигателей. Самой известным типом внутреннего сгорания мотора является V образный двигатель.

Он получил свое название за характерное расположение цилиндров, которые имеет различный уровень наклона по отношению друг другу. Диапазон угла вели, с 10 градусов и до 120.

Рассматриваемый тип мотора работает по такому же принципу, как и любой двигатель внутреннего сгорания, различия состоят только в положении цилиндров.

v образный двигатель

Область применения

Главной причиной большой популярности рассматриваемой модели состоит в том, что данный мотор иметь большую область применения. Он успешно используется в таких отраслях, как машиностроение, постройка самолетов и кораблей. Помимо этого, стоит отметить, что v двигатели используются и в мотоциклах.

Как правило, сфера и область применения зависит от того, сколько цилиндров имеет рассматриваемая модели, а также особенности их расположения.

Особенности размещения цилиндров имеют немалое влияние на такие технические характеристики, как плавность работы, величина вибрации, сложность балансировки и так далее.

v образный двигатель для авиации

Классификация v двигателя

Обычно двигатели классифицируются по порядку работы, в данном случае порядок работы не так важен, так как основной критерий является наличие определенного количества цилиндров и особенности их расположения.

Стоит сразу отметить, то наиболее часто используемые углы в моделях двигателей составляют 45, 90 и 60 градусов. Обычно они применятся на машинах и мотоциклах.

В зависимости от количества цилиндров выделяют следующие типы двигателей:

• V2 используют в стандартных автомобилях
• V3
• V4
• V5
• V6 – наиболее популярный тип, применяется в машинах
• V8 часто используется в спорткарах
• V10
• V12
• V14
• V16
• V18
• V20
• V24

Сразу стоит выделить те отрасли, где применяется каждая модель двигателя. Моторы, которые обладают двумя и четырьмя цилиндрами используются в мотоциклах.

Но встречаются случаи, когда на спортивных моделях вы можете встретить двигатель, который обладает пятью или даже шестью цилиндрами.

Такие виды обладают невероятно большой мощностью по меркам мотоциклов, которая позволяет им достигать самых высоких скоростей.

Если вести речь об автомобилях, то тут самыми распространенными являются модели, которые имеют по 6 или 8 цилиндров, правда, также в спортивных моделях их число может достигать 10 а иногда даже 12. Это также производится для того, чтобы достичь максимальной мощности. Правда, при установке такой модели следует подготовить и все остальные системы.

В авиации и кораблестроение применятся больший ряд двигателей. Здесь вы можете встретить четырех, пяти, восьми, десяти, двенадцати, четырнадцати, шестнадцати, восемнадцати двадцати и двадцати четырех цилиндровые двигатели.

Применение их вызвано тем, что существует особый порядок работы во многих системах, которые требуют не только большой, но также порой и малой мощности, которая нужна для выполнения менее больших, но все же значимых задач.

Примером их могут послужит внутренние системы корабля, которые не требуют большого двигателя для полноценного обслуживания.

Как правило, рассматриваемое устройство располагается вверх. Это наиболее часто используемая форма расположения. Но встречаются случаи, когда инженеры делают наоборот и направляют их вниз. Как и для чего это делается.

Дело в том, что при определенной конструкции того или иного аппарата, стандартное расположение просто напросто неудобно, так как создает лишние проблемы, например, занимая большое количество места. Говоря о примерах, можно отметить авиацию.

Именно здесь активно применяется обратное расположение, которое нужно для того, чтобы ничего не мешало пилоту управлять самолетом, так как это может привести к необратимым последствиям. Но, все же всем больше нравиться стандартное расположение, так как именно его видят люди под капотом своих автомобилей.

v образный двигатель дна мотоцикле

Положительные и отрицательные стороны

Если затронуть такую тему, как преимущества, которые имеет v образный двигатель над моделью R образного мотора, то можно столкнуться с большим количеством различных мнений, которые говорят о том, то каждый специалист выделяет свои особенности эксплуатации каждого вышеупомянутого типа. Итак, в чем же основные преимущества двигателя, который имеет цилиндры, расположенные под углом?

В первую очередь стоит обратиться к истории создания рассматриваемого мотора.

Дело в том, что на начальном этапе разработки основной задачей, которая стояла перед инженерами, являлось достижение максимальной компактности при сохранении мощности у высокого крутящего момента.

Сразу можно сказать, то обе проблемы бы успешно решены, что и дало начало плюсам рассматриваемого типа. Итак, как же были решены данные проблемы?

В первую очередь стоит объяснить такое явление, как увеличение крутящего момента.

Дело в том, что в отличие от R образного мотора, где силы направлены прямо перпендикулярно, такая модель, как v образный двигатель имеет такой порядок работы, при котором силы действуют на вал по касательной с двух сторон.

Это позволяет достичь максимального ускорения вала, так как инерция, которая создается при работе значительно выше, чем та, которая появляется при функционирования моделей R.

Помимо увеличения крутящего модели можно отметить компактность. Мотор обладает меньшей высотой и длинной. Но не только эти положительные моменты можно выделить из порядка работы.

Итак, у моделей V типа можно отметить большую жесткость коленчатого вала, которая влияет не только на прочность конструкции, но также и на срок службы всей системы, большим диапазоном рабочих частот, это дает возможность двигателю не только быстро набирать обороты, но и динамично работать даже на пределе возможностей.

К сожалению, модели V состоят не толь из плюсов. Дело в том, что они обладают более сложной конструкцией, а поэтому стоят на порядок дороже, а также большая ширина мотора.

Но особенно важно то, что практически все они имеет немалый уровень вибрации и определенные сложность при балансировке.

Правда сейчас, чтобы избежать данных недостатков в работе, инженеры компаний намеренно утяжеляют ту или иную часть.

Будущее V двигателей

Несмотря на все недостатки, можно уверенно сказать, что будущее за данным видом двигателей. Конечно, каждый из них имеет ряд недостатков, но инженеры уже сегодня знают, как их ликвидировать.

Также стоит отметить, что данный тип гораздо легче модифицировать и уже на сегодняшний день известно, что практически любой вид V двигателя, не полностью раскрыл свой потенциал, иными словами, для большинства есть еще определенный резерв, который позволит увеличить большое количество технических характеристик.

V образный двигатель был запатентован в США еще в 1905 году, сто лет назад, но за это время люди все еще полностью не раскрыли все его особенности. Сегодня инженеры работают над тем, чтобы производство моделей стало менее затратным, что позволит приобрести автомашину с хорошим мотором мог себе каждый человек, даже с малым или низким доходом.

V-образный двигатель

Одним из ныне популярных видов двигателей внутреннего сгорания является V-образный двигатель. Этот вид моторов считается одной из стадий развития ДВС, поэтому его появление считается вполне логичным и не ассоциируется как великое достижение. История создания V-образного двигателя и его технические особенности – тема нашей сегодняшней статьи.

Как появился этот вид двигателей?

Традиционным двигателем считается рядный, и когда-то увеличение мощности осуществлялось только путем увеличения объема цилиндров. Но, разумеется, всему есть свой предел, так же как и размерам цилиндров.

В этой свези, конструкторы вынуждены были придумать новый способ увеличения мощности, но в то же время, сохраняя габариты мотора.

И выход был найден, для получения большей мощности были созданы двигатели с 6-цилиндрами, что, пожалуй, является максимальным количеством для легкового автомобиля.

Однако и этого стало недостаточно, поэтому спустя некоторое время удалось сделать еще одно открытие – двигатель, в котором цилиндры располагались под углом напротив друг друга, то есть V-образный мотор.

Его конструкция позволяла сэкономить драгоценное место под капотом, и в результате широкое распространение получает как 6 цилиндровый v образный двигатель, так и 8-цилиндровый, что является идеальным сочетанием между габаритами и мощностью мотора.

Технические особенности V-образного двигателя

Несложно догадаться, что такой мотор очень сложен в техническом плане. По сути, так же как и бензиновый, дизельный v образный двигатель имеет 2 головки блока цилиндров, а также очень сложную систему ГРМ. При этом такой двигатель оснащен одним коленчатым валом, который может приводить в движение сразу 8-поршней. Разумеется, что и в обслуживании такой мотор крайне не дешевый.

Вместе с этим, имеющиеся недостатки не повлияли на популярность этого типа моторов, поэтому встретить можно v образный двигатель и у мотоцикла. Причиной такого массового распространения является экономичность мотора совместно с высокой мощностью.

V-образные двигатели полюбили многие знаменитые автоконцерны: BMW, Ford, Toyota, Mercedes, Mazda и многие другие.

В-образная конструкция позволяет создать максимально облегченный агрегат, что для многих автомобилей имеет огромное значение, так как вопрос снижение веса связан с другим не мене важным – вопросом расхода топлива.

Поэтому смело можно говорить о том, что после рядного двигателя по популярности идет V-образный, который во многих странах считается более перспективным и интересным с технологической точки зрения.

W-образные двигатели — много цилиндров в малом объеме

В своих материалах мы нередко упоминаем двигатели W8, W12, W16, ставшие своеобразной визитной карточкой концерна «Volkswagen». Читатели подробнее просят рассказать о том, что они из себя представляют. По принципу действия — ничего особенного: это обычные поршневые моторы. Их изюминка — в оригинальной конструкции.

V-образную схему, позволяющую поместить двигатель с достаточно большим числом цилиндров в тесное подкапотное пространство, используют почти все автопроизводители.

А в конце 80-х годов прошлого века на фольксвагеновских автомобилях «Passat» и «Golf» впервые появился VR6 — шестицилиндровый двигатель с малым углом развала блоков цилиндров.

Настолько малым (всего 15 градусов, в то время как у обычных V6 — от 60 до 90 градусов и больше), что вместо V-образной пары блоков по три цилиндра мотор внешне представляет собой один блок клиновидной формы с шестью цилиндрами.

Если форму V6 фигурально можно уподобить канцелярской «галочке», то VR6 той же «галочке» со сложенными «крыльями». Аббревиатура VR6 расшифровывалась как «рядно-V-образный шестицилиндровый». Само название говорило о том, что конструкция объединяет две схемы построения двигателей. Смотрелась эта «шестерка» чуть пошире и покороче рядной «четверки».

Эксперимент оказался удачным, и через несколько лет инженеры из Вольфсбурга разработали еще и пятицилиндровый двигатель. Не мудрствуя лукаво от «шестерки» убрали один цилиндр, и получился VR5.

Логично было сделать следующий шаг, и фольксвагеновцы его сделали: соорудили пару VR, по четыре цилиндра каждый, и соединили их в виде V под углом 72 градуса. Идея в том, что на каждом «крыле галочки» помещается вдвое больше цилиндров, чем в простом V-образном двигателе.

Новый мотор назвали W-образным чисто условно, поскольку на конфигурацию буквы W эта схема не похожа. Но смысл ясен: «W» — двойное «V».

От восьми до шестнадцати

Первый из этих двигателей — четырехлитровый W8 мощностью 275 сил – устанавливался на «VW Passat». Без проблем разместившись под капотом автомобиля «семейного» класса, он приблизил «Пассат» к более престижному бизнес-классу.

На «восьмерках» процесс, разумеется, не остановился. Флагман входящей в состав концерна VW марки «Audi» долго оставался без 12-цилиндрового мотора.

Такое положение дел было недопустимо: ведь конкуренты — BMW и Mercedes-Benz — уже полтора десятка лет выпускали представительские седаны с мощными V12. И в 2000 году «А8» обзавелась стратегическим «W12».

Мотор сделан по образу и подобию «W8»- только на «крыльях галочки» размещалось не по четыре, а по шесть цилиндров. Малогабаритный 420-сильный двигатель нашел себе место и на новом флагмане «Фольксвагена» — «Phaeton».

Но и этого немцам показалось мало, для перешедшей в 1998 году под эгиду VW марки «Bugatti» потребовался очень мощный и легкий силовой агрегат. Им стал уникальный сверхкомпактный и ультрамощный (1001 л.с.

) — W16. Мотор восьмилитрового объема образовали две «восьмерки», сращенные под прямым углом.

Почти квадритная форма (длина всего 71 см, зато высота 77 см) позволила вписать двигатель перед задней осью спорткара.

Похоже, это еще не последнее слово, которое могут сказать W-образные моторы. Главное их преимущество — возможность и дальше наращивать число цилиндров, не вылезая за рамки компактного подкапотного пространства.

Как водится, есть и обратная сторона медали — сложность и дороговизна в обслуживании и ремонте.

Неофициального сервиса такие двигатели не переносят, даже элементарная, казалось бы, замена свечей зажигания может обернуться головной болью для механиков, не знакомых с такими моторами.

Двигатели внутреннего сгорания. Рядный. Оппозитный. V-образный

История двигателя строения формировалась спонтанно и хаотично. Первые двигатели были значительны по размеру и рабочему объему. При этом двигатели были простейшими по своей конструкции. Встречались 1 цилиндровые двигатели объемом порядка 8 литров. Здесь много причин, во первых технологии, во вторых низкий КПД, в конце концов отсутствие элементарного опыта и знаний.

На сегодняшний день даже у современных двигателей КПД составляет порядка 20 %, что ничтожно мало.

То есть только порядка 2 литров бензина из 10 залитых в бак тратиться на создание крутящего рабочего момента на валу двигателя, остальное просто вылетает в трубу, переходит в тепловую энергию, трансформируется в детонации, тратиться на силы трения и инерции и т.д.

Тем не менее уже сформировалось общее мнение эффективного двигателя внутреннего сгорания. При этом поршни двигателя и соответственно рабочие камеры имеют довольно ограниченные размеры. Все дело в том, что компактные механизмы обладают меньшими силами инерции, меньше подвержены детонациям, но об этом далее.

Сейчас прежде всего хотелось сказать, что соотношения цилиндров к общему объему двигателя относятся с соотношением 1 цилиндр на 170-900 см кубических одной рабочей камеры.

Слишком маленькие поршни имеют ограничения по своим конструктивным характеристикам, так как даже при высокой компрессии порядка 14-16 атмосфер (бензиновый двигатель) миниатюрность ограничивает и передачу усилий на шатун от поршня. При слишком значительных размерах поршней невозможно добиться точной сбалансированности механизма и соответственно получить высокие обороты частоты вращения двигателя, вернее сказать это очень сложно и высокотехнологично.

1 Так примером малолитражных автомобилей с маленькими цилиндрами являются: рядная «четвёрка» у Subaru R1 — 658 см³. трехцилиндровый Smart — 799 см³ , трехцилиндровый Matiz — 796 см³ , четырёхцилиндровый Matiz— 995 см³.

, четырёхцилиндровый Hyundai i10 и Kia Picanto- 1086 см³. Автомобили с двигателями где встречаются цилиндр гиганты: V-образная «восьмёрка» купе Chevrolet Corvette Z06 – 7011 см³, рядная «шестёрка» Nissan Patrol TB48DE – 4758 см³.

Рядный двигатель

Наименование двигателя говорит само за себя. В таком двигателе все поршни в головке цилиндров расположены рядно – в один ряд. Такие двигатели наиболее просты по своей конструкции и технологии производства деталей к ним. Подобные двигатели ремонтопригодны в частных мастерских.

Это что говориться классика.
Обозначение двигателей начинается с буквы R. Так R2 значит что в двигателе 2 цилиндра в ряд, R3 три цилиндра в ряд и так далее. Если относительно расположения цилиндров все понятно, то их базирование на коленчатом валу может быть различным.

Смотрите на рисунок 2 ниже

2 Пример А: трехцилиндровый рядный двигатель с углами между кривошипами 120 градусов, Равномерное по времени зажигание смеси за один период (оборот коленчатого вала) реализовано в конструкции двигателя по схеме В – двухтактных цикл работы (углы между кривошипами 180 градусов). Вариант С, фактически альтернатива одному большому поршню, при этом двигатель получается более компактным (такая конструкция двигателя применена на автомобиле «Ока»)

Наиболее распространенными из рядных двигателей на сегодняшний момент являются четырехцилиндровые двигатели. Их объем вирируется, как правило в пределах от 1 литра до 2,4 литров.

Многое в эффективности двигателей зависит от подачи топливно-воздушной смеси, но это тема другой статьи. Несимметричная конструкция двигателя относительно коленчатого вала вносит свои коррективы. Так коленчатый вал выполнен с компенсирующими отливами.

Фактически они гасят инерционные силы от поступательного движения поршней при вращении коленчатого вала (хорошо видны на рисунке 7)

3 Пример когда двухцилиндровый двигатель при реализации турбонаддува достигает столь высокой мощности Fiat 500 двигатель 0,9 л – 85 л.с. и самые простые и дешевые двухцилиндровые представители российская Ока и индийская Tata Nano

4 Рядный пятицилиндровый двигатель от Mercedes Benz

Моторы с шестью цилиндрами в ряд также не популярны. Все дело даже не в том, что они потребляют много бензина, проблема рядных двигателей это их размеры. Такие двигатели хорошо только вписываются в фюзеляж самолета а в капот машины уже не каждой.

При установки многоцилиндровых двигателей приходится изощряться чтобы мотор и КПП поместились в одном моторном отсеке. Так Austin Maxi 2200 выпускавшийся в Англии в середине 60-х годов имел коробку передач размещенную под двигателем.

Автомобиль Volvo S80 с шестью цилиндрами в ряд имеет очень компактную коробкой передач (Рис.5 ). Каково же решение, если требуется повышение мощности, при условии что двигатель должен иметь более компактные формы.

Ответ прост половина цилиндров симметрично переноситься оппозитно – друг напротив друга. То есть угол между цилиндрами составляет 180 градусов. Отсюда и название оппозитные двигатели.

5 Рядные многоцилиндровые моторы на Austin Maxi 2200 и Volvo S80

Оппозитный двигатель

Оппозитные двигатели маркируются буквой B. Что означает Boxer -аналогия перемещения рук от соперника к сопернику на боксерском ринге.

Так например B2 означает двухцилиндровый двигатель, B4 четырехцилиндровый и т.д. Плюсы оппозитников очевидны они короче рядных двигателей в два раза.

Это как два рядных двигателя, один напротив другого передающий свой крутящий момент на один коленчатый вал. (рис. 6)

6 Двухцилиндровый оппозитный, хорошо знакомый в советском союзе мотор мотоцикла Урал и французский Citroen 2CV

Рис. 7 Четырехцилиндровый оппозитный мотор

Еще одним важным плюсом оппозитников является относительная уравновешенность. Фактически все элементы симметричны, что значительно уменьшает вибрации. Кроме того, конструктивной особенностью является жесткий блок, с центральным креплением вала, что также положительно сказывается на гашении вибраций.

Стоит заметить что двухцилиндровый оппозитный мотор не уравновешен относительно возникновения вибраций, в следствии того что перемещение двух цилиндров друг к другу или друг от друга пытаются создает крутящий момент для коленчатого вал в вертикальной оси.

Точка центра вращения крутящего момента находится между креплениями шатунов на коленчатом валу. Стоит добавить еще два цилиндра которые будут работать в противофазе первым и мы компенсируем этот недостаток оппозитного мотора.

С плюсами оппозитников мы разобрались, но ведь не бывает все так хорошо.

Да действительно, оппозитники фактически требуют две головки, раздвоенную систему питания, более сложную конструкцию и технологию изготовления блока (рис 8)

8 Оппозитный двигатель от Porsche имеет две одинаковые головки клапанов. При этом привод распределительных валов – цепная передачи имеется спереди и сзади, для распределительного вала одной и второй головки.

V образный двигатель

Фактически V образные моторы это частный случай оппозитников, когда рядные моторы установлены не один напротив другого под 180 градусов, а с углом например 60 или 90 градусов.

Здесь возникает желание уменьшить угол между цилиндрами до такого чтобы минимизировать габариты двигателя. Так например выпускавшиеся автомобили Lancia Fulvia в 70-х годах прошлого века имели V образный мотор с углом развала блока 23° (Рис. 8).

Так в чем же проблема? Дело не в том, что это невозможно разместить конструктивно поршни так близко к друг другу. Дело в том, что мы получаем очень неуравновешенную систему. Перемещение поршней и их инерционные силы не будут уравновешиваться, а даже наоборот будут складываться.

Опять получается сложная конструкция коленчатого вала с значительными противовесами. Чем меньше угол, тем сложнее укротить инерционную силу поршней.

8 Lancia Fulvia с углом развала блока мотора между цилиндрами в 23 градуса

Кроме противовесов могут применяться компенсационные валы. Фактически такие валы вращаясь создают силу обратную силам вибрации. Так например подобные валы применялись компаниями Audi, VW, Saab, Ford, Fiat (Рис. 9)

9 Двигатель с четырьмя цилиндрами в ряд и компенсационными валами. Компенсационные валы приводятся цепной передачей от коленчатого вала. В некоторых случая валы приводятся двумя независимыми цепными передачами от коленчатого вала.

Частные случаи V образного двигателя

Сегодня вопрос мощности и компактности перед конструкторами ведущих авто производителей стоит на первом месте. В связи с этим появились W образные моторы с минимальным углом развала цилиндров – 15 градусов. Начало этой революционной серийной конструцкии мотора положил WV Golf VR6 третьего поколения.

Само обозначение двигателя VR говорит само за себя. V образный с минимальным углом развала таким, что можно добавить букву R рядный. Еще такие двигатели называют смещено рядными. Дальше больше, мотористы компании Volkswagen взяли два двигателя VR и расположили под углом один к другому (угол составил 72 градуса).

Так серийно выпускались двигатели W8, которыми был оборудован Passat. 12 цилиндровый W образник стоял на VW Roadster 1998 года Сложность изготовления таких моторов колоссальна. Начиная от конструирования и расчетов и заканчивая технологиями в производстве, что в итоге сказывается на их цене и серии производства.

Сводная информация по детонациям в различных видах двигателей

Теперь после того как мы пробежались по все конструкциям двигателей немного сухой статистики подтверждающей нашу теорию. .

в таблице ниже приведена информация о присутствующих в двигателях внутреннего сгорания силах и о их уравновешенности при работе. Так зеленые клетки указывают на уравновешенность либо отсутствие детонаций.

Красные на проблемные силы проявляющиеся при той или иной конструкции мотора.

Таблица.1 Показатели различных проявляющихся вибраций в двигателях внутреннего сгорания (Для просмотра таблицы в увеличенном размере кликните на ее изображение)

* Поршни в противофазе. ** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

То есть согласно таблице максимально уравновешенные моторы рядный шестицилиндровый, восьмицилиндровый и оппозитный шестицилиндровый. К сожалению такие компоновки совсем не дешевы и как правило применяются уже в автомобилях бизнес класса.

V6, W12 и рядная «четверка» — разбираемся в компоновках двигателей

Читая описания двигателей автомобилей, каждый из нас сталкивался с такими терминами, как «четырехцилиндровый», «V8» или «рядная шестерка». Но всегда ли мы четко представляем себе, что скрывается за этими понятиями? Предлагаем вам небольшой «путеводитель» по терминологии, связанный с компоновкой моторов наших «железных коней».

Для начала вспомним, как работает «сердце» автомобиля. В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндры, в которых происходит чрезвычайно важный процесс — сгорание смеси топлива и воздуха.

Энергия сгорания топливно-воздушной смеси и является той силой, которая приводит в движение автомобиль — вытесненные из цилиндров поршни толкают коленчатый вал, который в свою очередь, приводит в движение колеса автомобиля.

Мощность двигателя зависит, в основном, от двух факторов — размера цилиндров, а также их количества. При прочих равных условиях более мощным будет тот двигатель, в котором цилиндров больше, а сами они крупнее.

Если вы встретите в описании двигателя обозначение V6, это значит, что у данного мотора 6 цилиндров. Но что же такое «V»? Тут мы подходим непосредственно к вопросу о расположении цилиндров в двигателе. Рассмотрим основные компоновки двигателей.

Рядный двигатель(англ. inline engine, straight engine)

В английском языке также имеет обозначение I (сокр. от inline), например, I4 – это рядный двигатель с четырьмя цилиндрами или «рядная четверка». Также иногда рядный двигатель обозначают литерой R (R6 – рядный шестицилиндровый).

Все цилиндры такого двигателя расположены в одну линию, «лицом» вверх, как правило, в поперечном направлении, и приводят один общий коленвал. Такая конфигурация считается «классической» — ведь самый первый в истории автомобильный двигатель, состоявший всего из двух цилиндров, был рядным.

Рядными моторами оснащают большинство автомобилей. Случается, что цилиндры в рядном двигателе располагаются не в поперечном, а в продольном направлении. В английском языке продольное расположение рядного двигателя называется «straight» в отличие от поперечного — «inline».

Продольная компоновка часто встречается у автомобилей класса «премиум», например, у BMW.

Конструкция рядных двигателей проста и надежна, их удобно ремонтировать. Для чего же тогда понадобились другие компоновки? Все дело в том, что рядные моторы занимают под капотом слишком много места.

Разместить при такой конфигурации большое количество цилиндров проблематично, да и коленчатый вал при большой длине рядного двигателя испытывает чрезмерные торсионные нагрузки.

Именно поэтому рядные двигатели имеют не более шести цилиндров.

V-образный двигатель (англ. V engine, Vee engine)

Цилиндры такого двигателя поделены на два блока, расположенных под углом 60-90 градусов по отношению друг к другу. Иными словами, цилиндры V-образного мотора образуют латинскую букву «V», в основании которой находится общий коленвал.

V-образная конфигурация цилиндров двигателя позволяет разместить в том же объеме пространства большее количество цилиндров в сравнении с рядными двигателями. В основном, она присуща дорогим и спортивным автомобилям.

Оппозитный или боксерский двигатель (англ. flat engine, boxer engine)

Как и в случае с V-образным двигателем, цилиндры оппозитного мотора разделены на два ряда, но угол их развала составляет 180 градусов. Получается, что каждый из рядов как бы лежит на боку и «смотрит» в противоположную от другого сторону. Движение поршней напоминает удары боксеров, стоящих спиной друг к другу (отсюда и второе название двигателя).

Такая компоновка мотора обеспечивает низкий центр тяжести, что, как правило, улучшает управляемость автомобиля. Однако, «боксеры» имеют более сложное, чем у рядных агрегатов, устройство и занимают больше места в ширину. Сегодня оппозитные двигатели устанавливают на свои модели лишь два производителя — Porsche и Subaru. Боксерские моторы имеют обозначение B (от англ.

boxer) – например, B6.

VR-образныеи W-образные двигатели(англ. VR engine, W engine)

Двигатель типа VR (V-образный рядный) был разработан концерном Volkswagen. Он работает по тому же принципу, что и V-образный двигатель, однако угол, образуемый между рядами цилиндров, настолько мал (10-15 градусов против 60-90 градусов у V-образных моторов), что все цилиндры помещаются в одном блоке.

При этом цилиндры двух рядов, как правило, располагаются в шахматном порядке относительно друг друга. По сути VR – это нечто среднее между рядным и V-образным двигателем. Что же касается W-образного двигателя, то он попросту состоит из двух VR-моторов, соединенных под углом у оснований.

Коленвал у такого двигателя также один.

Двигатели VR сегодня используются редко, а W-конфигурациявстречается, например, у флагманского люксового седана Bentley Mulsanne.

Теперь, когда мы разобрались с основными компоновками двигателей, остановимся поподробнее на том, какое количество цилиндров может иметь мотор легкового автомобиля.

На заре автомобилестроения двигатели автомобилей могли оснащать всего одним цилиндром, но сейчас такая компоновка больше не встречается.

Двухцилиндровые агрегаты тоже встречаются крайне редко. В недавнем прошлом двухцилиндровым двигателем комплектовалась российская «Ока», а сегодня единственным легковым автомобилем, который оснащают двухцилиндровым двигателем, является ситикар Fiat 500. Кстати, благодаря технологии турбонаддува, «фиатовский» мотор с двумя цилиндрами развивает весьма приличные 85 л.с.

Трехцилиндровыми двигателями комплектуют, в основном, компактные городские автомобили, например, Smart ForTwo или «тройняшек» Citroen C1, Peugeot 107 и Toyota Aygo. Турбированные моторы с тремя цилиндрами встречаются и у более крупных авто — таких как Mini Cooper, Ford Focus и Peugeot 308.

Четырехцилиндровыми двигателями оснащают большинство автомобилей, ведь рядная «четверка» – это самый распространенный автомобильный двигатель в мире.

Моторы с четырьмя цилиндрами почти всегда бывают рядными. Исключение — оппозитные «четверки», устанавливающиеся на модели Subaru и Porsche.

Ранее применялись и двигатели V4 – их устанавливали на некоторые модели Ford, Saab, а также на наш «Запорожец».

Моторы с пятью цилиндрами появились сравнительно недавно — в середине 1970-х годов. Большой популярности они не приобрели — из-за нечетного количества цилиндров такие двигатели имеют проблемы с балансировкой и излишне вибрируют.

Среди немногочисленных автомобилей, которые сегодня оснащают пятицилиндровыми агрегатами — Audi RS3, Audi RS Q3 и пара моделей Volvo.

Шестицилиндровые двигатели часто используются в премиальных моделях — как в рядной, так и в V-конфигурации. Звук таких моторов отличается более высокой, «спортивной» тональностью. В некоторых суперкарах, таких как Ford GT, шестицилиндровый мотор оснащают большими турбинами, чтобы обеспечить мощность, которой раньше можно было ожидать только от двигателей с восемью или более цилиндрами.

Двигатели с восемью и более цилиндрами не бывают рядными — ведь расположить такое количество цилиндров в одну линию весьма проблематично. Такими агрегатами, как V8, V10 и V12 комплектуют суперкары и седаны класса «люкс». Некоторые топовые модели концерна Volkswagen оснащаются двигателями W12, а гиперкар Bugatti Veyron наделили мотором W16.

Конечно, число и расположение цилиндров — это далеко не единственные параметры двигателей внутреннего сгорания, однако знание этих базовых понятий необходимо для понимания принципов работы автомобиля и осознания собственных предпочтений при выборе машины. Надеемся, что данная статья поможет вам лучше ориентироваться в мире «железных коней».

Одним из основных признаков, по которому классифицируют двигатели внутреннего сгорания (ДВС), является их компоновочная схема. Она определяет расположение мотора в подкапотном пространстве, его габаритные размеры и ориентацию осей ведущих элементов (цилиндров и поршней). Выбор общей компоновки агрегата зависит от характеристик, которые он должен обеспечить в процессе эксплуатации. На сегодняшний день используются пять базовых схем двигателей: рядные, V-образные, W-образные, оппозитные и VR-моторы. Каждая из схем имеет свои достоинства, недостатки и сферу применения.

1. Особенности конструкции рядного двигателя
2. Что представляет собой V-образный двигатель?
3. В чем отличия оппозитного двигателя?
4. Как работает W-образный двигатель?
5. Устройство и достоинства VR-двигателя

Особенности конструкции рядного двигателя

Наиболее распространенным типом ДВС являются рядные конструкции. Они предполагают расположение цилиндров с поршнями в один ряд, что обеспечивает их воздействие на общий коленчатый вал. Основной сферой применения этого типа двигателей являются легковые автомобили, а также сельскохозяйственная и грузовая техника. В качестве топлива может использоваться как бензин, так и дизель. Количество цилиндров в таком моторе может достигать и двенадцати, но обычно это максимум шесть.

Рядный двигатель в разрезе

Преимуществами применения рядных компоновочных схем можно назвать следующие характеристики:

• простота конструкции;
• равномерный износ деталей;
• низкая стоимость;
• легкость в обслуживании;
• уравновешенность.

Недостатками рядных агрегатов являются:

• большие габаритные размеры, особенно для конструкций с большим числом цилиндров;
• большой вес двигателя;
• коленчатый вал может испытывать большие нагрузки из-за повышенной длины.

Что представляет собой V-образный двигатель?

С увеличением числа цилиндров в двигателе рядные конструкции стали менее удобными, а потому им на смену пришла V-образная компоновочная схема. Она предполагает установку цилиндров с поршнями попарно, друг напротив друга и под углом. Последний получил наименование угол развала и может варьироваться от 10° до 120° между осями. Количество цилиндров в таких агрегатах от шести до двенадцати, но это всегда четное число. Многие автопроизводители благодаря V-образной компоновочной схеме получили возможность экспериментировать с количеством цилиндров, увеличивая их число до двадцати четырех, но в серийном производстве таких автомобилей пока нет.

В зависимости от величины угла развала достигаются определенные характеристики двигателя. Так, например небольшой угол позволяет объединить в моторе достоинства и рядных, и V-образных моторов.

V-образный двигатель

Среди плюсов V-образных моторов можно отметить:

• компактность конструкции;
• более длительный срок эксплуатации двигателя;
• эффективная и динамичная работа на различных оборотах.

В числе недостатков:

• конструкция такого агрегата более сложна, поскольку имеет две головки блока цилиндров;
• высокая стоимость изготовления;
• большие вибрации при работе;
• сложности с балансировкой.

В чем отличия оппозитного двигателя?

Фактически оппозитный двигатель является частным случаем V-образного. Его принцип работы основан на том, что угол развала цилиндров в таком моторе составляет 180°. Иными словами, пары цилиндров с поршнями лежат в горизонтальной плоскости. Поскольку поршни при работе такого двигателя движутся навстречу друг другу, они получили название «боксеры». Количество цилиндров в оппозитных моторах может быть от двух до двенадцати, при этом наибольшую популярность приобрели схемы с четырьмя и шестью цилиндрами.

Оппозитный двигатель в разрезе

Преимуществами такой компоновки являются следующие характеристики:

• большая устойчивость автомобиля, достигаемая благодаря смещению центра тяжести;
• более длительный срок эксплуатации за счет увеличения жесткости цилиндров;
• максимальная безопасность – при столкновении такой двигатель уходит вниз, а не в салон;
• пониженный уровень вибрации и шума при работе мотора;
• снижение веса основных узлов.

Недостатками системы являются:

• большие затраты на обслуживание и ремонт;
• высокая стоимость изготовления двигателя;
• повышенный расход смазочных материалов.

Как работает W-образный двигатель?

Принципиальным отличием W-образного двигателя является расположение цилиндров с поршнями в три или четыре ряда, при этом они воздействуют на общий коленчатый вал. Угол развала составляет менее 90°. Некоторые модели W-образных двигателей предусматривают расположение цилиндров в шахматном порядке, и каждая секция имеет свою ГБЦ. Применяются такие компоновочные схемы не только в автомобильных моторах, но и в авиации.

Также как и V-образный двигатель, такой мотор может иметь до двенадцати цилиндров. Однако основным его преимуществом является еще более компактная конструкция. Главным недостатком W-образной схемы можно назвать необходимость изготовления коленчатого вала сложной формы, а также использование многоуровневой системы охлаждения, что существенно повышает стоимость производства мотора.

Устройство и достоинства VR-двигателя

Рядно-смещенная компоновка, или VR-двигатель, представляет собой комбинацию рядного и V-образного моторов. Угол развала в таком двигателе очень мал – 15°, а цилиндры с поршнями расположены в шахматном порядке. В отличие от классического V-образного двигателя, такая схема обеспечила максимальную компактность, которая позволила использовать общую головку блока цилиндров для обоих рядов.

Несмотря на такое преимущество, как компактность, основным недостатком этой конструкции стала высокая вибрационная нагрузка. Данный тип двигателя сегодня почти не применяется.

В последние годы компоновочные схемы поршневых двигателей практически не изменяются. Это обусловлено отсутствием необходимости увеличения числа цилиндров, поскольку рост мощности для большинства современных автомобилей обеспечивается, например, за счет турбонаддува. Однако повышение компактности и уменьшение массы по-прежнему остаются главной задачей при разработке новых конструкций и схем.

Источник Источник http://www.drivenn.ru/journal/novosti/chem-otlichayutsya-ryadnyy-v-obraznyy-i-oppozitnyy-dvigateli-i-kakoy-luchshe-id30251
Источник Источник http://ufa-zapchasti.ru/ustrojstvo/dvigateli-v-obraznogo-tipa-opisanie-poyavleniya-i-ispolzovaniya.html
Источник Источник http://techautoport.ru/dvigatel/teoriya/komponovochnye-shemy.html

Обзор V образного двигателя, его преимущества и недостатки

На чтение 6 мин. Просмотров 950

В данной статье вы найдете описание всех особенностей V образного двигателя : его плюсы и минусы, виды, строение, применение. Также указаны то, как решаются проблемы двигателей.

Сегодня уже никто не может представить свою жизнь без машин, а значит и без двигателей. Самой известным типом внутреннего сгорания мотора  является V образный двигатель. Он получил свое название за характерное расположение цилиндров, которые имеет различный уровень наклона по отношению друг другу. Диапазон угла вели, с 10 градусов и до 120.Рассматриваемый тип мотора работает по такому же принципу, как и любой двигатель внутреннего сгорания, различия состоят только в положении цилиндров.

v образный двигатель

Область применения

Главной причиной большой популярности рассматриваемой модели состоит в том, что данный мотор иметь большую область применения. Он успешно используется в таких отраслях, как машиностроение, постройка самолетов и кораблей. Помимо этого, стоит отметить, что v двигатели используются и в мотоциклах. Как правило, сфера и область применения зависит от того, сколько цилиндров имеет рассматриваемая модели, а также особенности их расположения. Особенности размещения цилиндров имеют немалое  влияние на такие технические характеристики, как плавность работы, величина вибрации, сложность балансировки и так далее.

v образный двигатель для авиации

Классификация v двигателя

Обычно двигатели классифицируются по порядку работы, в данном случае порядок работы не так важен, так как основной критерий является наличие определенного количества цилиндров и особенности их расположения.  Стоит сразу отметить, то наиболее часто используемые углы в моделях двигателей составляют 45, 90 и 60 градусов. Обычно они применятся на машинах и мотоциклах. В зависимости от количества цилиндров выделяют следующие типы двигателей:

• V2 используют в стандартных автомобилях
• V3
• V4
• V5
• V6 – наиболее популярный тип, применяется в машинах
• V8 часто используется в спорткарах
• V10
• V12
• V14
• V16
• V18
• V20
• V24

Сразу стоит выделить те отрасли, где применяется каждая модель двигателя.  Моторы, которые обладают двумя и четырьмя  цилиндрами используются в мотоциклах.  Но встречаются случаи, когда на спортивных моделях вы можете встретить двигатель, который обладает пятью или даже шестью цилиндрами. Такие виды обладают невероятно большой мощностью по меркам мотоциклов, которая позволяет им достигать самых высоких скоростей.

Если вести речь об автомобилях, то тут самыми распространенными являются модели, которые имеют по 6 или 8 цилиндров, правда, также в спортивных моделях их число может достигать 10 а иногда даже 12. Это также производится для того, чтобы достичь максимальной мощности. Правда, при установке такой модели следует подготовить и все остальные системы.

В авиации и кораблестроение применятся больший ряд двигателей. Здесь вы можете встретить четырех, пяти, восьми,  десяти, двенадцати, четырнадцати, шестнадцати, восемнадцати двадцати и двадцати четырех цилиндровые двигатели. Применение их вызвано тем, что существует особый порядок работы во многих системах, которые требуют не только большой, но также порой и малой мощности, которая нужна для выполнения менее больших, но все же значимых задач. Примером их могут послужит внутренние системы корабля, которые не требуют большого двигателя для полноценного обслуживания.

Как правило, рассматриваемое устройство располагается вверх. Это наиболее часто используемая форма расположения. Но встречаются случаи, когда инженеры делают наоборот и направляют их вниз. Как и для чего это делается. Дело в том, что при определенной конструкции того или иного аппарата, стандартное расположение просто напросто неудобно, так как создает лишние проблемы, например, занимая большое количество места. Говоря о примерах, можно отметить авиацию. Именно здесь активно применяется обратное расположение, которое нужно для того, чтобы ничего не мешало пилоту управлять самолетом, так как это может привести к необратимым последствиям. Но, все же всем больше нравиться стандартное расположение, так как именно его видят люди под капотом своих автомобилей.

v образный двигатель дна мотоцикле

Положительные и отрицательные стороны

Если затронуть такую тему, как преимущества, которые имеет v образный двигатель над моделью R образного мотора, то можно столкнуться с большим количеством различных мнений, которые говорят о том, то каждый специалист выделяет свои особенности эксплуатации каждого вышеупомянутого типа. Итак, в чем же основные преимущества двигателя, который имеет цилиндры, расположенные под углом?

В первую очередь стоит обратиться к истории создания рассматриваемого мотора. Дело  в том, что на начальном этапе разработки основной задачей, которая стояла перед инженерами, являлось достижение максимальной компактности при сохранении мощности у высокого крутящего момента. Сразу можно сказать, то обе проблемы бы успешно решены, что и дало начало плюсам рассматриваемого типа.  Итак, как же были решены данные проблемы?

В первую очередь стоит объяснить такое явление, как увеличение крутящего момента. Дело в том, что в отличие от R образного мотора, где силы направлены прямо перпендикулярно, такая модель, как v образный двигатель имеет такой порядок работы, при котором силы действуют на вал по касательной с двух сторон.  Это позволяет достичь максимального ускорения вала, так как инерция, которая создается при работе значительно выше, чем та, которая появляется при функционирования моделей R.

Помимо увеличения крутящего модели можно отметить компактность. Мотор обладает меньшей высотой и длинной. Но не только эти положительные моменты можно выделить из порядка работы.  Итак, у моделей V  типа можно отметить большую жесткость коленчатого вала, которая влияет не только на прочность конструкции, но также и на срок службы всей системы, большим диапазоном рабочих частот, это дает возможность двигателю не только быстро набирать обороты, но и динамично работать даже на пределе возможностей.

К сожалению, модели V состоят не толь из плюсов. Дело в том, что они обладают более сложной конструкцией, а поэтому стоят на порядок дороже, а также большая  ширина мотора. Но особенно важно  то, что практически все они имеет немалый уровень вибрации и определенные сложность при балансировке. Правда сейчас, чтобы избежать данных недостатков в работе, инженеры компаний намеренно  утяжеляют ту или иную часть.

Будущее V двигателей

Несмотря на все недостатки, можно уверенно сказать, что будущее за данным видом двигателей. Конечно, каждый из них имеет ряд недостатков, но инженеры уже сегодня знают, как их ликвидировать.  Также стоит отметить, что данный тип гораздо легче модифицировать и уже на сегодняшний день известно, что практически любой вид V двигателя, не полностью раскрыл свой потенциал, иными словами, для большинства есть еще определенный резерв, который позволит увеличить большое количество технических характеристик.

V образный двигатель был запатентован в США еще в 1905 году, сто лет назад, но за это время люди все еще полностью не раскрыли все его особенности. Сегодня инженеры работают над тем, чтобы производство моделей стало менее затратным, что позволит приобрести автомашину с хорошим мотором мог себе каждый человек, даже с малым или низким доходом.

Как работает двигатель V-8?

Двигатели V-8 — один из наиболее распространенных типов двигателей во всей автомобильной промышленности, особенно когда целью является выработка большой мощности с плавной подачей.

Итак, как работает такой двигатель? Джейсон Фенске из Engineering Explained здесь, чтобы пролить свет на то, как работает двигатель V-8. В частности, он использует популярный 6,2-литровый V-8 от General Motors LS3, который используется в Corvette шестого поколения и Camaro пятого поколения.

Прежде всего, V-8 работает как любой другой четырехтактный двигатель с бензиновым двигателем. Цилиндр втягивает воздух и топливо, сжимает воздух и топливо, свеча зажигания воспламеняет смесь, создавая мощность и заставляя поршень опускаться, и, наконец, поршень выталкивает выхлопные газы, когда он движется обратно вверх. Цикл происходит в восьми разных цилиндрах в разное время, и цикл распространяется по цилиндрам для плавной подачи мощности. В LS3 V-8 порядок включения — 1-8-7-2-6-5-4-3, в котором цилиндр срабатывает на каждые 90 градусов вращения коленчатого вала.

Далее мы переходим к распределителю клапанов. Всасываемый воздух поступает из верхней части двигателя в стороны головки блока цилиндров, а выхлопные газы проходят через выпускные клапаны на стороне головки блока цилиндров. Сама головка блока цилиндров включает единственный впускной клапан и единственный выпускной клапан. На видео мы видим больший клапан на впуске и меньший клапан на выпуске. Поскольку мы смотрим на двигатель Chevrolet V-8, в нем присутствуют толкатели. Толкатели активируют коромысла, открывающие клапаны.Альтернативой является конструкция верхнего кулачка с цепным приводом, которую в GM вы теперь найдете в новейшем двигателе V-8 Cadillac.

Что касается толкателей, они работают через выступы распределительного вала, которые активируют толкатели, открывая соответствующий клапан при его повороте. Теперь распределительный вал, который управляет клапанами, соединен с коленчатым валом. На каждые два оборота коленчатого вала распредвал поворачивается один раз, и Джейсон снимает масляный поддон, чтобы показать, как работает коленчатый вал. К кривошипу добавляются грузы для уравновешивания двигателя, а шатуны соединяют кривошип с поршнями.

Итак, когда поршень достигает верхней части цилиндра, противовес располагается прямо напротив него, чтобы уравновесить силу. А еще при 90 градусах он нейтрализует силу другого поршня. Когда поршень возвращается в нижнюю часть, вес противодействует всей направленной вниз силе направленной вверх. Хотя это звучит сложно, на самом деле весь процесс представляет собой простой способ создать плавный двигатель без особых вибраций.

Что такое V-образный двигатель? Дизайн, конструкция и преимущества

V Конструкция двигателя:

V-образный двигатель — это компактный двигатель нового поколения.В этой конструкции двигателя цилиндры расположены под углом, а не на прямой линии друг с другом. Угол между цилиндрами варьируется от 60 до 90 градусов. Углы между цилиндрами образуют V-образную форму, поэтому этот двигатель называют двигателем V-образного типа.

За некоторыми исключениями, V-образный двигатель обычно изготавливается с четным числом цилиндров. Пример включает в себя такие, как 2 (близнецы), 4, 6, 8 или 12 и так далее. Этот тип конструкции значительно уменьшает высоту, длину и вес двигателя по сравнению с конструкцией двигателя Inline с таким же количеством цилиндров.

Конструкция двигателя V

V Применения двигателя:

V-образные двигатели имеют сложную конструкцию и, следовательно, требуют высокой стоимости производства по сравнению с двигателями InLine аналогичной мощности. 2-цилиндровый V-образный двигатель также известен как «V-Twin». Производители обычно используют их для высококлассных спортивных мотоциклов и круизеров. С другой стороны, супербайки высокого класса используют дизайн V-4. В элитных автомобилях, таких как седаны, спорткары и внедорожники, обычно используются конструкции «V6», «V8» и «V12».

Honda VFR 1200F с двигателем V4 (Изображение предоставлено Honda)

Транспортные средства с объемом двигателя более 3.0L, особенно автомобили, обычно используют V-образный двигатель. В этой конструкции распределительный вал двигателя расположен в головке блока цилиндров, известной как верхний распределительный вал (SOHC или DOHC).

В большинстве легковых автомобилей сегмента C, таких как большие семейные седаны, внедорожники, спортивные автомобили и т. Д., Используются двигатели V-типа. Некоторые из автомобилей с V-образным двигателем включают: Toyota Camry 3.0L, Mercedes Benz E 400 Cabriolet, C63 S AMG, E 63 AMG, G 63 AMG, GL 63 AMG, некоторые модели BMW 5 серии, 6 серии и 7 серии. и модели Ferrari 458 Speciale, Spider, 488 GTS, California T.Автомобили с V-образным двигателем в сегменте внедорожников: Toyota Land Cruiser, Land Rover Discovery-4, Range rover, Audi Q5, Q7 и т. Д., Доступные в Индии.

Преимущества V-образного двигателя:

1. Самый маленький из восьмицилиндровых двигателей
2. Низкое расположение капота способствует лучшей аэродинамике
3. Увеличивает первичный баланс и снижает вибрации
4. Более плавная работа для высоких скоростей
5. Компактность делает его подходящим для спортивных автомобилей высокого класса

Для эл.грамм. Toyota использует двигатель V6 для своих автомобилей серии Camry.

Посмотреть видео о работе двигателя V можно здесь:

Конфигурации двигателя Стирлинга

— обновлено 30 марта 2013 г. Конфигурации двигателя Стирлинга

— обновлено 30 марта 2013 г.

Глава 2а — Двигатели Альфа Стирлинга

Механическая конфигурация двигателей Стирлинга обычно делятся на три группы, известные как Alpha , бета , и Гамма договоренности. Двигатели Alpha имеют два отдельных поршня. цилиндры, которые соединены последовательно нагревателем, регенератором и кулер.В двигателях Beta и Gamma используется поршневой вытеснитель. устройств, двигатель Beta имеет как вытеснитель, так и поршень в системе рядных цилиндров, в то время как двигатель Gamma использует отдельные цилиндры.

Движок Alpha концептуально простейший Однако конфигурация двигателя Стирлинга страдает недостатком что и горячий, и холодный поршни должны иметь уплотнения, чтобы удерживать рабочий газ. Существует ряд механических механизмов, которые позволяют этот тип двигателя для правильной работы с правильной фазировкой два поршня.Отличная анимация движка V-type Alpha разработан Ричардом Уилером ( Zephyris ) из Википедия показано ниже:

Энди Росс из Колумбуса, штат Огайо, проектировал и производство малых авиационных двигателей с 1970-х годов, в том числе чрезвычайно инновационный дизайн Alpha. Он является изобретателем классической Росс. Двигатель с коромыслом, а также сбалансированный механизм «Rocker-V», оба показаны ниже.

Обратитесь к восхитительной книге Энди Росса: Making Двигатели Стирлинга (Ross Experimental, 1993).Двигатель D-90 Yoke Drive Alpha Stirling описан в его Книга будет использована в качестве основного примера этого веб-ресурса. В Университет Огайо у нас есть лаборатория модель приводного двигателя Д-90 Хомут, который нагревается электрически для точного определения тепла входная мощность. Мэтт Кевени сделала анимационный показ четко принципы работы Ross коромысло-рычажный механизм . Этот оригинальный механизм для передачи движения двойного поршня в вращательное движение минимизирует боковые силы поршня, как правило встречался на штатном коленчатом механизме.

Совсем недавно Энди Росс придумал сбалансированный Конструкция механизма Rocker-V. Он опубликовал статью о модели. Локомотив кульминации, который он построил с использованием небольшого (20 куб. См) Rocker-V двигатель, и позволил мне сохранить копию этой статьи « A Локомотив кульминации класса А «. Номер из этих Rocker-V двигатель s были построены студентами для Старший Класс Design в Университете Огайо в 2001 году, и также будет использоваться в качестве примера этого веб-ресурса. Один из Многие видео Энди Росса на YouTube демонстрируют уникальное сбалансированное двойной V Двигатель Alpha , в котором не используется секция теплообменника, протянувшаяся поперек В.

Холодный Energy, Inc из Боулдера, Колорадо, имеют разрабатывает низкотемпературные (150 ° C — 400 ° C) Alpha Stirling системы двигатель / генератор с 2006 г. (См. их продукт История развития) . Это включало полная система когенерации солнечной энергии и тепла для домашнего использования из них эвакуированных трубчатые солнечные тепловые коллекторы , тепловые систем хранения, горячей воды и обогревателей, а также SolarHeart Двигатель / генератор Стирлинга. В настоящее время они концентрируясь на системах утилизации отходящего тепла (См .: Cool Обзор двигателя Energy ThermoHeart 25 кВт ) с использованием четырехцилиндрового двигателя Alpha, как описано в документе представлен на 2016 Международная конференция по двигателям Стирлинга, автор команда Cool Energy: 25 кВт Низкотемпературный двигатель Стирлинга для рекуперации тепла, солнечной энергии и биомассы Приложения ).

Многоцилиндровые двигатели Альфа Стирлинга

Движок Alpha можно также объединить в компактная многоцилиндровая конфигурация, обеспечивающая чрезвычайно высокую удельная выходная мощность. Принципиальная схема этой конфигурации показано ниже. Обратите внимание, что четыре цилиндра соединены между собой, поэтому что пространство расширения одного цилиндра соединено с пространство сжатия соседнего цилиндра через последовательно соединенные нагреватель, регенератор и охладитель. Поршни обычно приводятся в движение наклонная шайба, приводящая к чисто синусоидальному возвратно-поступательному движению имеющий разность фаз 90 градусов между соседними поршнями.

Пример 4-цилиндрового двигателя Alpha с наклонной шайбой показано ниже. Этот двигатель был первоначально разработан Stirling. Thermal Motors (позже STM Корпорация , однако, больше не в рабочем состоянии).

Во время 1970-е годы — NV Philips из Голландии и Ford Motor Company. разработан экспериментальный автомобильный двигатель — четырехцилиндровый двигатель с наклонной шайбой, как показано на следующей фотографии:

Это двигатель Ford-Philips 4-215 используется в качестве примера в книга И.Уриэли и Д. М. Берховиц — Двигатель цикла Стирлинга Анализ (Адам Хильгер, 1984), страницы 25 — 31. Это будет один из тематические исследования этого учебного ресурса, и поскольку книга отсутствует print, эти страницы были добавлены сюда для удобства: Ford-Philips.pdf .

Уильям Бил из Sunpower, Inc придумала интересный конфигурация, сочетающая в себе четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель Alpha с выходным каскадом газовой турбины, как показано на следующей схеме диаграмма:

Четыре цилиндра физически скомпонованы с 90 степень разности фаз с каждым поршнем, подключенным к газу компрессор.Затем газовые компрессоры используются для привода газовой турбины. расширитель, как показано. Главное преимущество этой системы — обещание высокой удельной мощности и, самое главное, высокой надежности и срок службы из-за отсутствия сильно нагруженных движущихся частей, так как на подшипники скольжения отсутствуют боковые нагрузки.

На эскизе показаны газовые компрессоры одностороннего действия для простота, однако реальная машина будет использовать двойное действие компрессоров так, чтобы на турбине было восемь импульсов газа для каждый цикл четырехцилиндровой машины.

______________________________________________________________________________________

Анализ машины цикла Стирлинга Израиль Уриэли под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

Работа

и преимущества использования V8 Enigne

В этом посте вы узнаете , что такое двигатель V8 и как он работает? и его работа, конструкция и преимущества двигателя V8.

Двигатель V8

Двигатель V8 также известен как Восьмицилиндровый двигатель .Эти восьмицилиндровые двигатели имеют установку цилиндров либо V-образного типа , либо вертикального прямого . V8 — это двигатель американского автомобилестроения, но его любят во всем мире.

Двигатель V8 получил свое название от блока цилиндров в форме буквы «V» и восьми цилиндров.

В двигателе V8 восьмицилиндровый двигатель состоит из двух наборов по 4 цилиндра в линиях, составляющих V. В этом случае два цилиндра работают от одного кривошипа , поскольку он обеспечивает более быстрое ускорение и более эффективную конструкцию выхлопной системы.

Угол V составляет 90 ° . Когда поршень N0.1 слева находится в положении T.D.C. поршень № 1 справа завершает половину своего хода вниз.

Хотя первичные силы инерции уравновешиваются в двигателях V-8, вторичные силы не сбалансированы и имеют тенденцию вызывать горизонтальную вибрацию, которая обычно требует использования демпфера трения для ее нейтрализации.

Разные производители V-8 по-разному нумеруют свои цилиндры, и, следовательно, системы нумерации порядков зажигания различаются.Этот двигатель работает по тем же основным принципам, что и любой другой бензиновый четырехтактный двигатель.

Вам могут понравиться: Основные компоненты двигателя

Работа двигателя V8 [Как работает каждый цилиндр]

Ниже приводится работа двигателя V8:

Давайте сосредоточимся на том, как работает один цилиндр.

• Сначала поршень втягивает воздух и топливо по мере его движения вниз.
• Затем он сжимает воздух и топливо. По мере движения поршня вверх.
• Затем искра свечи зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь и толкает поршень вниз.
• Наконец, поршень выталкивает выхлопные газы на обратном пути, прежде чем цикл повторится.

Теперь в двигателе V8 этот цикл происходит в восьми различных цилиндрах в разное время. При этом на каждые 90 градусов вращения коленчатого вала срабатывает 8 цилиндров. Это означает, что в любой момент времени на рабочем ходе находятся два цилиндра.

Методы нумерации цилиндров в двигателях V8

На рисунке показаны три метода нумерации цилиндров в двигателях V8.Расположение, как в A, используется в Motorcars, в котором порядок стрельбы составляет

1-8-4-3-6-5-7-2

У Oldsmobile порядок зажигания:

1-8-7 — 3 — 6 — 5 — 4 — 2

Расположение цилиндров согласно (B) используется в Ford, Mercedes и Lincoln с соответствующим порядком зажигания,

1 — 5 — 4 — 8 — 6 — 3 — 7 — 2

или

1 — 5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8

Расположение цилиндров, указанное в пункте (c), используется в двигателе Buick с порядком зажигания,

1-2-7 — 8 — 4 — 5 — 6 — 3

При прямом расположении цилиндров восьмицилиндровый двигатель расположен вертикально на одной линии с использованием коленчатого вала с углом поворота 90 ° друг от друга.

Четыре хода кривошипа находятся в горизонтальной плоскости и четыре — в вертикальной, образуя крест на виде сбоку.

Импульс мощности возникает при каждом повороте коленчатого вала на 90 °. Порядок зажигания в американских прямых двигателях:

1-6-2-5-8-3-7-4

Другие порядки зажигания могут быть,

1-7-3-8-4-6-2 — 5

и

1 — 5 — 2 — 6 — 4 — 8 — 3 — 7

Рядные 8-цилиндровые двигатели более компактны по ширине, чем двигатели V-8.Они уравновешивают как первичные, так и вторичные силы инерции.

Преимущества двигателей типа «V» перед рядными двигателями

Хотя рядные 8-цилиндровые двигатели когда-то широко использовались в автомобилях, они были заменены двигателями V8 из-за наличия некоторых преимуществ.

Ниже приведены преимущества двигателя V8:

Двигатель V8 позволяет сделать двигатель короче, легче и жестче. Более жесткий двигатель обеспечивает более высокие скорости работы и более высокое давление сгорания с меньшими трудностями из-за изгиба или изгиба блока цилиндров и коленчатого вала.Изгиб заставляет двигатель выходить из строя, увеличивает потери на трение и износ, а также может создавать внутренние вибрации.

Более короткий двигатель обеспечивает больше места для пассажира с небольшой колесной базой. Более легкий двигатель обеспечивает легкость автомобиля.

Позволяет использовать впускной коллектор, который обеспечивает относительно равномерное распределение топливовоздушной смеси по всем цилиндрам, поскольку все цилиндры расположены относительно близко друг к другу.

Позволяет снизить капот и тем самым более низкий профиль автомобиля.Это связано с тем, что карбюратор и другие детали расположены между двумя рядами цилиндров, поэтому они не занимают высоту над цилиндрами.

---

Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения по поводу двигателя V8. Если у вас все еще есть сомнения по поводу « V8 Engine », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

У нас также есть сообщество Facebook для вас, ребята, если вы хотите, вы можете присоединиться к нашему сообществу, вот ссылка на нашу группу в Facebook.

Спасибо, что прочитали. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых сообщениях при загрузке.

Возможно, вам будет интересно прочитать эти статьи:

1. Что такое система рулевого управления Quadra?
2. Что такое нагнетатель: его типы, принцип работы и преимущества
3. 6 наиболее распространенных проблем системы охлаждения

4 главных преимущества плоского двигателя

Плоские двигатели существуют с 1890-х годов, всего через несколько лет после появление автомобиля.На протяжении десятилетий этот двигатель выбирали ведущие производители автомобилей и их поклонники. Фактически, когда вы думаете о Porsche 911, первое, что приходит в голову, — это плоский двигатель.

Принятие Porsche плоского двигателя началось, когда Ферри Порше установил 1,1-литровый четырехцилиндровый двигатель VW Bettle на свой Porsche 356, за которым затем последовали двигатели с воздушным охлаждением до 911 Type 993. От 26 кВт (35). л. с.) плоский двигатель с воздушным охлаждением развивал мощность 221 кВт (300 л.с.) без турбонаддува.С турбонаддувом мощность выросла до 331 кВт (450 л.с.).

Плоские двигатели содержат от двух до 16 цилиндров, расположенных горизонтально. В соответствии с основным принципом конструкции, вместо традиционного движения вверх и вниз поршни в плоском двигателе перемещаются влево и вправо. Один из самых популярных типов плоских двигателей — это оппозитный двигатель, который разделяет цилиндры на две ровные группы, которые окружают центральный коленчатый вал.

Также известные как оппозитные или горизонтально-оппозитные, плоские двигатели часто используются для увеличения скорости, ускорения и общего баланса.

Благодаря своей уникальной форме и компоновке этот двигатель предлагает определенные преимущества, которые вы обычно не найдете у других типов двигателей:

1. Внутренний баланс

Плоские двигатели, как известно, являются одними из самых плавных систем двигателя в отрасли. видел. Это связано с тем, что его поршни спроектированы так, чтобы работать вместе, создавая идеальный баланс.

В результате у вас не возникнет проблем с вибрацией двигателя, что также означает долгосрочную надежность.Кроме того, поскольку плоские двигатели сбалансированы естественным образом, нет необходимости покупать дополнительные балансиры, которые часто являются дорогостоящими и сложными в установке.

2. Повышенная мощность

Благодаря своим размерам и исключительной сбалансированности использование плоских двигателей может снизить нагрузку на коленчатый вал. Это сокращение может значительно увеличить передачу мощности плавно и без сбоев.

3. Отличный дизайн

Уникальная разложенная конструкция плоского двигателя позволяет ему получить гораздо более низкий центр тяжести в автомобиле, в отличие от двигателей других конфигураций.Это улучшает управляемость автомобиля и делает вождение более безопасным и стабильным.

4. Свойства легкого охлаждения

Благодаря горизонтально противоположному профилю масло и остатки охлаждающей жидкости в двигателе распределяются равномерно. Обратное происходит в рядных или V-образных двигателях, где такие остатки имеют тенденцию тонуть. Это значительно упрощает охлаждение плоских двигателей после запуска.

Сильно превосходя то, что можно было ожидать от потомка VW Beetle, плоский двигатель Porsche обеспечивает выдающуюся производительность и яркий характер, который процветает в течение 30 лет и будет продолжать впечатлять энтузиастов по всему миру, пока он существует. .

Надежные специалисты по двигателям

Ваш первоклассный двигатель заслуживает первоклассного обслуживания.

В Autowerkes мы освоили сложность и точность, необходимые для обслуживания компонентов двигателей в моделях Porsche. Наша автомастерская, основанная инженером и гонщиком Porsche Брюсом Пауэрсом, состоит из сертифицированных ASE и обученных на заводе технических специалистов с более чем 100-летним совместным опытом.

Заполните нашу контактную форму или позвоните (714) 842-2277, чтобы записаться на прием.

Двигатель Boxer: типы, устройство и принцип работы

За всю историю автомобильного производства было разработано множество разновидностей двигателей, которые должны были приводить в движение автомобиль. Сегодня большинству автомобилистов знакомы только два типа двигателей — электрические и двигатели внутреннего сгорания.

Однако среди модификаций, основанных на воспламенении топливно-воздушной смеси, существует множество разновидностей. Одна из таких модификаций получила название оппозитного двигателя. Рассмотрим, в чем его особенность, какие бывают типы этой конфигурации, а также каковы их плюсы и минусы.

Что такое оппозитный двигатель

Многие считают, что это некая V-образная конструкция, но с большим развалом головок. По сути, это совершенно другой тип ДВС. Благодаря такой конструкции двигатель имеет минимальную высоту.

В отзывах часто такие силовые агрегаты называют боксерскими. Это указывает на особенность работы поршневой группы — они как бы коробят грушу с разных сторон (движутся навстречу друг другу).

Первый рабочий оппозитный двигатель появился в 1938 году.Его создали инженеры VW. Это была 4-цилиндровая 2-литровая модификация. Максимум, которого мог достичь агрегат, составлял 150 л.с.

Благодаря своей особой форме мотор используется в танках, некоторых спортивных автомобилях, мотоциклах и автобусах.

По сути, V-образный мотор и оппонент не имеют ничего общего. Отличаются принципом работы.

Принцип работы оппозитного двигателя и его устройство

В стандартном ДВС поршень движется вверх и вниз, достигая ВМТ и НМТ.Чтобы добиться плавного вращения коленчатого вала, поршни необходимо активировать поочередно с определенным сдвигом времени срабатывания циклов.

В оппозитном двигателе плавность хода достигается за счет того, что пара поршней всегда работает синхронно, либо в противоположных направлениях, либо как можно ближе друг к другу.

Среди этих типов двигателей наиболее распространены четырех- и шестицилиндровые, но есть также модификации с 8 и 12 цилиндрами (спортивные версии).

Эти двигатели имеют два газораспределительных механизма, но синхронизируются одним приводным ремнем (или цепью, в зависимости от модели).Противоположности могут работать как на дизельном топливе, так и на бензине (принцип зажигания смеси отличается так же, как и в обычных двигателях).

Основные типы оппозитных двигателей

Сегодня такие компании, как Porsche, Subaru и BMW, часто используют этот тип двигателей в своих автомобилях. Инженеры разработали несколько модификаций:

Каждый из типов появился в результате доработок предыдущих версий.

Boxer

Особенностью данной модификации является центральное расположение кривошипно-шатунного механизма.Это позволяет равномерно распределить массу двигателя, что минимизирует вибрацию в результате работы агрегата.

Чтобы увеличить отдачу от такого мотора, производитель оснащает его турбинным нагнетателем. Этот элемент увеличивает мощность двигателей внутреннего сгорания на 30% по сравнению с атмосферными аналогами.

Самые экономичные модели имеют шесть цилиндров, но есть и спортивные версии на 12 цилиндров. 6-цилиндровая модификация — самая распространенная среди подобных плоских двигателей.

РОССИЯ

Данный тип ДВС относится к категории двухтактных двигателей. Особенностью данной модификации является несколько иная работа поршневой группы. Два поршня расположены в одном цилиндре.

Пока один выполняет такт впуска, другой удаляет выхлопные газы и вентилирует камеру цилиндра. В таких двигателях нет ГБЦ, а также газораспределительной системы.

Благодаря такой конструкции моторы данной модификации почти вдвое легче аналогичных ДВС.В них поршни имеют малый ход, что снижает потери мощности из-за трения, а также увеличивает ресурс силового агрегата.

Поскольку в силовой установке почти на 50% меньше деталей, она намного легче четырехтактной модификации. Благодаря этому автомобиль немного легче, что сказывается на динамических характеристиках.

5ТДФ

Такие двигатели устанавливаются на спецтехнику. Основная сфера применения — военная промышленность. Они устанавливаются в резервуары.

Эти ДВС имеют два коленчатых вала, расположенных на противоположных сторонах конструкции.В один цилиндр помещены два поршня. У них одна общая рабочая камера, в которой происходит воспламенение топливовоздушной смеси.

Воздух поступает в цилиндр за счет турбонаддува, как в случае с OROS. Такие моторы тихоходные, но очень мощные. При 2000 об / мин агрегат выдает целых 700 л.с. Одним из недостатков таких модификаций является довольно большой объем (в некоторых моделях он достигает 13 литров).

Plus оппозитный двигатель

Последние разработки оппозитных двигателей повысили их долговечность и надежность.Плоская конструкция силовых агрегатов имеет много положительных моментов:

• Центр тяжести ниже, чем у классических двигателей, что увеличивает устойчивость автомобиля на поворотах;
• При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании межремонтный интервал увеличивается до 1 млн км. пробег (по сравнению с обычными двигателями). Но владельцы разные, поэтому ресурс может быть даже больше;
• Поскольку возвратно-поступательные движения, происходящие с одной стороны двигателя внутреннего сгорания, компенсируют нагрузку идентичным процессом с противоположной стороны, шум и вибрация в них сведены к минимуму;
• Двигатели Boxer всегда отличались высокой надежностью;
• Плоская конструкция при прямом ударе при аварии проходит под салон автомобиля, что снижает риск получения серьезных травм.

Минусы оппозитного двигателя

Это довольно редкая разработка — все автомобили среднего класса комплектуются обычными двигателями с вертикальной конструкцией. Из-за конструктивных особенностей они дороже в обслуживании.

Помимо дорогостоящего обслуживания у оппозиции есть несколько других недостатков, но большинство из этих факторов относительны:

• Из-за конструктивных особенностей плоский двигатель может потреблять больше масла. Впрочем, смотря что сравнивать. Есть рядные двигатели, которые настолько «прожорливы», что лучше рассматривать более компактный, но более дорогой вариант;
• Сложности обслуживания вызваны небольшим количеством профессионалов, разбирающихся в таких двигателях.Некоторые утверждают, что моторы-боксеры очень неудобны в обслуживании. В некоторых случаях это действительно так — мотор нужно снимать для замены свечей и т. Д. Но это зависит от модели;
• Поскольку такие моторы встречаются реже, запчасти к ним можно приобрести под заказ, и их стоимость будет выше стандартных аналогов;
• Немногое специалистов и СТО, готовых взяться за ремонт данного агрегата.

Трудности при ремонте и обслуживании оппозитного двигателя

Как уже было сказано, одним из минусов плоских двигателей является сложность ремонта и обслуживания.Однако это касается не всех оппозиционеров. Больше сложностей с шестицилиндровыми модификациями. Что касается 2- и 4-цилиндровых аналогов, то сложности касаются только конструктивных особенностей (свечи часто располагаются в труднодоступных местах, часто для их замены необходимо снимать весь мотор).

Если владелец оппозитного двигателя новичок, то в любом случае следует обратиться в сервисный центр для обслуживания. При неправильных манипуляциях можно легко нарушить настройки газораспределительного механизма.

Еще одной особенностью обслуживания таких двигателей является обязательная процедура подбора размеров цилиндров, поршней и клапанов. При отсутствии нагара на этих элементах можно продлить срок службы ДВС. Лучше всего проводить эту операцию осенью, чтобы мотор зимой легче работал.

Что касается серьезного ремонта, то самым большим недостатком является чрезвычайно высокая стоимость «капитала». Он настолько высок, что легче купить новый (или б / у, но с достаточным запасом рабочего ресурса) мотор, чем отремонтировать вышедший из строя.

Учитывая вышеизложенные характеристики оппозитного двигателя, те, кто стоял перед выбором: покупать автомобиль с таким двигателем или нет, теперь имеют больше информации, чтобы определить, в чем следует идти на компромисс. А в случае с оппозицией единственный компромисс — это финансовый вопрос.

ПОДОБНЫЕ СТАТЬИ

Двигатель V6: предпочтительнее?

Двигатель V6 предлагает покупателям альтернативу нормам. Сочетая ожидаемую от Toyota экономию топлива с дополнительной улучшенной производительностью, двигатель V6 обеспечивает более высокую мощность в лошадиных силах, а также дает более захватывающие и волнующие ощущения от вождения.

Двигатели Toyota V6 обладают большей мощностью

На современном автомобильном рынке четырехцилиндровый двигатель является одним из самых распространенных двигателей на дорогах. Они могут быть дешевле в производстве, чем более крупные двигатели, и весить меньше, что помогает достичь большей экономии топлива.

Четырехцилиндровый двигатель также отличается высокой топливной экономичностью и вырабатывает мощность, которая удовлетворит потребности большинства водителей. Но двигатель V6 предлагает больше мощности, крутящего момента и изысканности.

Для многих автомобилей четырехцилиндровый двигатель является единственным вариантом двигателя. Хотя многие покупатели считают достаточным четырехцилиндровый двигатель, это может оставить покупателей, которые хотят большей мощности и производительности, на морозе — и именно поэтому Toyota предлагает двигатели V6 для многих своих самых популярных моделей, включая:

Camry
Highlander
Tacoma
Avalon
4Runner

Основы двигателя

По своей сути, все бензиновые двигатели работают по очень простому принципу, который включает улавливание энергии от быстрой и непрерывной последовательности небольших и контролируемых взрывов и использование этой энергии для приведения в движение транспортного средства.

Все это происходит глубоко внутри двигателя, в специальных областях, называемых камерами сгорания. Легковоспламеняющийся бензиновый туман смешивается с воздухом, когда он распыляется в цилиндры двигателя, которые сами по себе представляют собой отверстия цилиндрической формы, залитые в блоке цилиндров.

Воспламеняющаяся воздушно-топливная смесь затем сжимается под огромным давлением поршнем в камеру сгорания и воспламеняется свечой зажигания, которая находится в верхней части цилиндра.Это вызывает взрыв, который толкает поршень вниз с невероятной силой.

Эта сила передается через различные части двигателя, трансмиссии и, в конечном итоге, на колеса транспортного средства. Эти взрывы происходят много раз в секунду в каждом из цилиндров двигателя, все время, пока двигатель работает.

Цилиндры и мощность: глубокое погружение

лошадиных сил используется для выражения выходной мощности или мощности двигателя.Лошадиная сила — это количество силы, которое может произвести двигатель. Рейтинги мощности дают покупателю инструмент для сравнения одного двигателя с другим, давая представление о возможностях двигателя с помощью простого числа.

Автомобиль эконом-класса обычно имеет мощность от 140 до 180 лошадиных сил. Обычный семейный кроссовер обычно имеет мощность от 200 до 275 лошадиных сил. У высокопроизводительных автомобилей, таких как грядущая Toyota Supra, может быть 300 и более автомобилей.

Мощность двигателя в лошадиных силах зависит от многих факторов, в том числе от количества цилиндров в двигателе и размера этих цилиндров.

Подробнее: Toyota Supra

Двигатель Toyota V6

Что делает двигатель V6 особенным? Во-первых, у него на два цилиндра больше, чем у обычного четырехцилиндрового двигателя, или всего на шесть. Больше цилиндров означает, что в двигателе может произойти больше взрывов, что означает, что может быть создано больше лошадиных сил.

V6 работает как пара трехцилиндровых двигателей, объединенных в V-образную форму. Вот откуда взялась буква «V» в V6.Цифра 6 представляет количество цилиндров.

Кроме того, уникальная конструкция двигателя V6 позволяет разместить больше цилиндров в меньшем пространстве. Вот иллюстрация: представьте себе обеденный стол, достаточно большой, чтобы разместить четырех человек в одном ряду рядом. Затем представьте себе обеденный стол, за которым поместятся шесть человек — по три с каждой стороны.

Хотя стол на шесть человек вмещает больше людей, сам стол может быть физически короче, поскольку шесть человек расположены по обе стороны стола в два ряда по три человека.

Конструкция V6 также по своей сути гладкая, поскольку вибрации, вызванные движением поршней внутри одной стороны двигателя, компенсируются вибрациями, вызванными движением поршней на другой стороне. Другие преимущества включают уникальный и приятный звук двигателя, когда он приводится в движение энергично, и повышенный крутящий момент на низких частотах.

Технология Toyota для оптимальной топливной экономичности двигателя V6

Чем больше мощность двигателя, тем больше он расходует топлива — хотя в большинство двигателей V6 входит набор проверенных технологий экономии топлива, которые помогают контролировать расход топлива.

Большинство двигателей Toyota V6 используют такие функции, как впрыск топлива D4-S и изменение фаз газораспределения, в сочетании с мощными преимуществами экономии топлива за счет возможности цикла Аткинсона, который помогает двигателю умело измерять доступную мощность в соответствии с требованиями водителя. Это обеспечивает захватывающие характеристики при желании и сводит к минимуму расход топлива при щадящем вождении.

По мнению многих владельцев, двигатель V6 в целом обеспечивает такую ​​же экономию топлива, как и четырехцилиндровый двигатель, хотя его рабочие характеристики значительно улучшены.Двигатель V6 очень экономичен, но при желании взыскательный водитель может получить доступ к гораздо более высоким характеристикам.

Toyota Автомобили с двигателями V6

Выберите один из трех двигателей Toyota V6. Популярный 3,5-литровый V6 доступен в следующих моделях:

.

Camry
Sienna
Highlander
Tacoma
Avalon

Выходная мощность

лошадиных сил незначительно колеблется между отдельными моделями, хотя доступ к 295–301 лошадиным силам от двигателей Avalon и Camry V6 дает водителям примерно на 100 лошадиных сил больше, чем у сопоставимых четырехцилиндровых моделей.

Двигатель V6, доступный в Toyota 4RUNNER, представляет собой более крупный 4,0-литровый агрегат, в который были внесены определенные усовершенствования для повышения производительности и долговечности в тяжелых условиях эксплуатации. Двигатель Tacoma объемом 3,5 л был удостоен награды за лучшую новую инновационную технологию от Ассоциации автомобильных журналистов Канады в 2016 году.

Наконец, уникальный Toyota Highlander Hybrid объединяет специальную версию Toyota 3,5-литрового двигателя V6 с системой Toyota Hybrid Synergy Drive на 295 лошадиных сил при исключительно низком расходе топлива.Highlander Hybrid — единственный гибрид Toyota с двигателем V6, который дает покупателям поистине уникальные ощущения от вождения, которые максимизируют производительность и эффективность, как ничто другое в этом сегменте.

С двигателем V6 на борту водители могут рассчитывать на повышенную плавность хода от своей Toyota, а также на дополнительную уверенность при буксировке, слиянии, прохождении или преодолении сложных трасс.