Tipuri de motoare în formă de V, diferențele de boxer, în linie și subtilități

Sanya ButerBROD Choi, în vârstă de 31 de ani
Conduc un patsanstyle Skoda Octavia
București, România

creșterea capacității, viteza, și o luptă aprigă pentru reducerea costurilor va pune totul în locul său. Cel mai simplu motor cu un singur cilindru pentru auto a rămas în trecutul îndepărtat. Volumul mediu al vehiculului motor convențional cilindru acum - de la trei sute șase sute de centimetri cubi (plus sau minus o sută de „cuburi“, în cazuri excepționale, de trei cilindri motokolyaski inteligent rând sau de 4.5 litri „șase“ SUV Nissan Patrol). litri capacitate - 35 de litri. p. / l pentru diesel cu aspirație naturală și 100 litri. a. / l pentru motorul pe benzină forțată. Pentru motoarele de producție este optim, dincolo de care este neprofitabilă.






Capacitatea motorului de azi de 100 de litri. a. Acesta va fi un patru, dvuhsotsilny va avea patru, cinci sau șase cilindri, trehsotsilny - Opt ...
Dar cum aceste cilindrii sunt aranjate? Cu alte cuvinte - pe un sistem de a construi un motor cu mai mulți cilindri?

forțe de inerție pe cele două mase, care se rotesc pe același ax la o anumită distanță unul de altul, creând un moment liber

În cel mai simplu motorul are forțe de inerție liber, dar fără puncte. Cilindrul este unul!

Simplitatea mai rău decât compactitatea
Ce o durere de cap în constructor? În primul rând, modul de a simplifica proiectarea motorului, astfel încât a fost mai ieftin să producă și mai ușor de întreținut.
Cel mai simplu motor - rândul (pe care le vom denumi indicii astfel de motoare R2, R3, R4, etc ...). Situat într-un număr de numărul dorit de cilindri - obținem volumul de lucru necesar.
Două- și motoarele găsite în mașini foarte des cu trei cilindri, în linie, de asemenea. Dar rândul „Cvartetul“ a lovit gama cea mai masivă a volumului de lucru de mașini - de la 1,0 la 2,3 litri.

Microbuze linie orizontală motor cu trei cilindri seria Subaru E (volum de lucru - 1,0 sau 1,2 litri), prevăzut cu un ax contragreutate

Cinci cilindri în linie motoare au apărut pe o masina de productie recent - la mijlocul anilor '70. Primul a fost un Mercedes-Benz cu motorina sa „cinci“ - au fost în 1974 (pe modelele 300D cu un W123 organism). Doi ani mai târziu, am văzut eliberarea de cinci cilindri motor pe benzină de doi litri Audi. La sfârșitul anilor 80 astfel de motoare realizate de Volvo si FIAT.
Inline „șase“, până de curând atât de popular în Europa, acum în clipi din ochi devin o specie pe cale de dispariție. Și despre rândul „opt“ și nu spun nimic - practic spus la revedere înapoi în anii '30. De ce?
Răspunsul este simplu. Pe măsură ce numărul de cilindri ai motorului devine mai lung, iar acest lucru creează o mulțime de neplăceri în momentul conectării. De exemplu, stoarce peste compartimentul motor al mașinii din față-rândul „Șase“ ar putea, în câteva cazuri - se poate gândi doar de limba engleză Austin Maxi 2200 la mijlocul anilor '60 (cand designerii au trebuit să se ascundă cutia de viteze sub motor) și noul Volvo S80 cu super-PPC.
Cum de a scurta motorului în linie? Acesta poate fi „taie“ în jumătate, a pus cele două jumătăți una lângă alta și pentru a ajunge să lucreze la un arbore cotit. Astfel de motoare, în care cilindrii sunt aranjate în formă de litere Latin V, jumătate din lungimea rând - cele mai răspândite motoare cu un unghi de convexitate de 60 și 90 de bloc. A cu unghiul de blocul motor 180, în care cilindrii sunt dispuse opus unul față de celălalt sunt denumiti opuse în formă de V (sau „boxer“ - denumirile B2, B4, B6, etc. au loc prin cuvânt boxer ..).

Astfel de motoare rând mai greu - de exemplu, ei au două capete de cilindri (fiecare cu propriul sigiliu și colectoare) mai multe axe cu came, circuitul lor unitate de complicat. Și motoarele opuse ocupă, de asemenea, o mulțime de spațiu în lățime. Prin urmare, structura din motivele pentru care sunt folosite rar - producători „Boxerii“, puteți conta pe de o parte.
Și cum să facă un motor în formă de V este mai compact? Un simplu, la prima vedere, deciziile - nu camber bloca mai puțin de 60. Într-adevăr, aceste motoare au fost, dar rareori - este posibil să ne amintim, de exemplu, automobile Lancia Fulvia 70s cu motoare V4, bloc convexitate care a fost de aproximativ 23. De ce acest lucru nu se bucură de toate? Faptul este că, înainte de proiectantul motorului este întotdeauna o problemă - mai multe vibrații.

EXEMPLU rând cu patru arbori de echilibrare - motor de 2.3 litri Saab. Arborii sunt dispuse pe ambele părți ale arborelui cotit și se rotesc cu viteză dublă în direcții opuse

Este familiar pentru toate cele patru rânduri

Cele cinci cilindri turbo diesel Fiat TD 125 volum de 2387 metri cubi. cm este formată prin adăugarea unei unități la cilindru 1.9 litri

Unghiul la care poziționarea arborelui cotit manivele rând

Echilibrat și nu foarte
Din motoarele cu doi cilindri utilizate în vehiculele de astăzi, doar unul - doi cilindri în linie cu un arbore cotit, manivele, care sunt îndreptate într-o direcție (de exemplu, o astfel este pentru Oka domestic). După cum se poate observa, gradul de constanță a motorului similar cu un singur cilindru, deoarece ambele pistoane se deplasează în sus și în jos, simultan, în fază. Pentru a echilibra disponibilitatea primelor forțe de ordine de inerție în motorul Oka stânga și la dreapta a arborelui cotit sunt două contragreutăți. Și ce despre forțele de ordinul al doilea? Pentru a face față cu ei, ar trebui să adăugați două arbore de echilibrare, care este motorul cu doi cilindri, care a fost proiectat inițial pentru mașini mici și ieftine, ar fi total nepotrivit.
Cu toate acestea, nu e nimic - o mulțime de motoare cu doi cilindri au fost produse fără nici un arbore de echilibrare. Deci, a fost, de exemplu, babes Fiat 500 eșantion în 1957. Da, vibrațiile au fost, au încercat să stingă suspendarea motorului unitate de putere ... Dar, pe de altă parte, primește un simplu și ieftin!
motor cu doi cilindri a cărui manivelă aruncă îndreptat în direcții diferite (un unghi de 180), pot fi găsite doar pe motociclete. Deoarece pistoanele se deplasează întotdeauna în fază opusă, este mai bine echilibrat.
Cu toate acestea, rotația chiar a focarelor în cilindri poate fi realizată numai pe motoarele în doi timpi - astfel de motoare pot fi găsite în pre-război DKW și moștenitorii direcți, din plastic GDR Trabant. Datorită simplității și ieftinătate nici un arbore de echilibrare pe ele nu era acolo, dar cu vibrații apare doar tolerată.






Un vehicul cu un motor cu doi cilindri în formă de V, este amintit doar un singur - pe piața internă SUA-1.

Și până acum acest tip de motor a trăit numai pe motociclete - cred american Harley Davidson și adepții lor japonezi cu „doi“ în toată gloria sa de crom în formă de V. Acest motor de echilibrat poate fi aproape complet cu ajutorul contragreutăți de pe arborele cotit, dar pentru a atinge alternanța uniformă a focarelor este imposibilă.
Ei bine, că bikers o atenție deosebită vibrațiilor nu plătesc ...
motor boxer masina C, cea mai echilibrată a tuturor doi cilindri, a fost un pic - din motive economice și de aspect. Se pot menționa, de exemplu, francez Citroen 2CV.

Motorul cu trei cilindri este echilibrat mai rău decât rândul „Cvartetul“, și astfel încât producătorii motoare cu trei cilindri - de exemplu, Subaru și DAIHATSU - să încerce să le echipeze cu arbori de echilibrare. Cu toate acestea opelevskie dvigatelisty nou dota Opel Corsa noua familie de Ecotec motor cu trei cilindri, proiectanții de motoare și „compartiment urban“ Smart, în scopul de a reduce costurile și pentru a reduce pierderile mecanice abandonate arbore de echilibrare. Cu toate acestea, cu trei cilindri Corsa a fost deja criticat de jurnalisti auto din Germania: „Orașul de la diferite moduri de călătorie este absolut imposibil.“
Cele mai populare în rândul rând dvigatelisty „Cvartetul“ este forța liberă de inerție de ordinul al doilea. Se poate echilibra numai arborele de contragreutate, care se rotește cu viteza de două ori (nu uitați - forța de inerție al doilea efect al ordinii la de două ori frecvența?).
Iar pentru compensarea moment al arborelui de echilibrare este necesar pentru a pune alta, rotirea în direcția opusă.
Scump? Absolut. Cu toate acestea, motoarele cu arbori de echilibrare pot fi găsite pe mașinile Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat, VW. Cel mai recent exemplu - un 2.2 litri „patru“ al familiei Opel Ecotec.

Apropo, vizavi de „patru“ este mai bine decât echilibrat rând - nu există decât în ​​momentul celei de a doua forțelor de ordine inerție, care urmărește să extindă motor în jurul unei axe verticale. Cu toate acestea, „boxer“ de răcire cu aer a legendarului Beetle, iar faimoasele „Boxerii“ Subaru tratate și distribuite cu arbori de echilibrare.

In-line „cinciari“ cu o situație echilibrată nu este foarte mult. forțele de inerție sunt compensate, dar momentele acestor forțe ... în timpul funcționării motorului pe blocul constant „rulează“ momentul val de îndoire, prin urmare, unitatea trebuie să fie foarte greu. Cu toate acestea, Mercedes-Benz și Audi, Volvo si se lupta cu vibratii, modificarea suspendarea unității de putere. Numai șoferii fiatovskie folosesc arbore de echilibrare, care este complet echilibrează toate aspectele.
De altfel, aproape toate „cinci“, format prin adăugarea unui alt cilindru la motor cu patru cilindri - ambele cuburi în designer. Asigurați-l de producție cu costuri minime si proiectare a obține motoare mai puternice. În acest caz, toate umplutura, inclusiv pistoane, biele, supape, și așa mai departe. D. pot fi luate din „Cvartetul“. Nevoie de alte blocuri și cap cilindru și, prin ea însăși, un arbore cotit, manivele care trebuie amplasate într-un unghi de aproximativ 72.
La motoarele cu șase cilindri - un vis din punctul de vedere al echilibrului - am menționat deja.
Dar, în motoarele V6 care inlocuiesc rând, situația cu poise este aceeași ca și cea a „treshki“, care nu este atât de fierbinte. Prin urmare, arborii de echilibrare pot fi văzute în trei litri V6 motor Citroen / Peugeot sau un nou motor de 3.2 litri Mercedes-Benz M112. Și pe celelalte motoare încercând să nu complice proiectarea și să încerce să reducă nivelurile de vibrații la un nivel minim datorită suspensiei îmbunătățită a unității de putere și dispunerea ingenioasă manetoane offset (cum ar fi, pentru Audi V6).
Arunca mai mult o remarcă - în motoarele V6 cu colapsul din 90 nu oferă o uniformă flash-uri alternative în cilindri. Progresul neuniformă rezultată poate fi compensată printr-un volant ponderat, dar numai parțial. Aici aveți o altă sursă de vibrații ...
În formă de V „opt“ cu unghiul cilindrului 90 și pe arborele cotit, manivelele de care sunt situate în două planuri reciproc perpendiculare, un foarte bine echilibrat. Într-un astfel de motor poate oferi o uniformă flash-uri alternative, care este, de asemenea, lucrează la o plimbare lină. Ramane dezechilibrat doua puncte care pot fi complet calm printr-o pereche de contragreutati pe arborele cotit - obrajii buteliile extreme.
Înțelege de ce americanii înainte de ceilalți au simțit farmecul motoarelor în formă de V?
Vibrații și agitare în mașinile lor, ei nu le place ...
În cele din urmă putem vorbi despre un model neobișnuit.
În primul rând, se poate aminti motoarele V4. Nu a fost mic - 60s european de eșantionare, Ford (care a fost pe mașinile Ford Taunus, Capri și Saab 96) și a motorului miracol pluguri interne. Nu fără un arbore de echilibrare pentru un moment din forțele de inerție ale primului ordin. Cu toate acestea, designerii de masini de mai sus-menționate a ales această schemă de condiții de compactitate și parțial pentru a salva, și nu pentru un echilibru bun.
Și ce despre forma de V „zece“? După cum se poate observa, gradul de constanță a motoarelor este același cu cel al motoarelor R5.
Cu toate acestea, unii designeri de motoare in Formula 1 sau monștri Chrysler Viper și Dodge RAM, care sunt motoarele V10, cred că de vibrații nu este în primul rând.

Ei bine, alte scheme pot fi ușor redusă la cea anterioară. De exemplu, vizavi de „opt“ (exemplu de aplicare - masina de curse Porsche 917) - cele două „patru“ de lucru pe un arbore cotit. Un motoare doisprezece cilindri în formă de V și opuse pot fi reduse la două rânduri „Six“.

VR6, VR5, W12 ...
Amintiți-am menționat motorul în formă de V cu colaps bloc unghi mic - ca Lancia?
Anterior, aceste scheme de evitat - le echilibru mai greu decât prăbușirea motoarelor în 60 sau 90, iar câștigul în compactitatea atunci nu atât de apreciat ...
Dar acum situația sa schimbat. În primul rând, stabilite și utilizate în unitatea de putere gidroopory, care poate reduce în mod semnificativ vibrațiile. În al doilea rând, spațiul de sub capota acum greutatea sa în aur. La urma urmei, care ar putea imagina înainte de un hatchback modest, cu un motor de 2,8 litri? Și acum - te rog: anterior VW Golf VR6 a treia generație,!
Acest faimos folksvagenovsky motorul VR6 „în formă de V-in-line“ motor (despre aceasta și spune VR desemnare), a fost o dezvoltare suplimentară a motorului în formă de V, cu un mic bloc de unghi convexitate.
Cilindrii motorului sunt separate în unghi chiar mai mic decât Lanci - doar aproximativ 15. O soluție genială - 2.8 litri „șase“ mai compact decât motor V6 convențional, dar are încă o singură unitate de cap! Și anul trecut în motor Volkswagen Golf IV VR5 va apărea masina - l VR6, din care „taie“ un cilindru.
După aceea șoferii fac ca VW cu lanțul rupt în jos.

Ei au venit cu super-motor compact în formă de W. W12, care este echipat cu un concept car W12 Roadster - este de două motoare VR6, stabilite la un unghi de aproximativ 72 pe un arbore cotit. Un motor W8, care va fi echipat cu VW Passat Plus, - motorul doi VR6, din care „taie“ dintre cei doi cilindri și care sunt, de asemenea, combinate într-o singură unitate pe același arbore cotit.
Și în Wolfsburg au în vedere motor vosemnadtsatitsilindrovom - este teribil să se gândească, pentru ce va arata ca scrisoarea ...
De ce aceste motoare nu au avut înainte? Pe noul Hydro am menționat deja. Există motive pur proprietăți tehnologice. Aruncati o privire, de exemplu, pe arborele cotit al motorului W12 - un tehnolog într-un coșmar care nu vis!
Iar creatorii de noi scheme de ajutor ... calculator. Pentru a calcula toate opțiunile bombament manetoane bloc de localizare, despre focare în cilindrii și să aleagă cea mai echilibrată, fără un computer este foarte dificil de făcut.

Teoria și practica
După cum se poate observa, pentru alegerea inginerilor de propulsie pus în prim-planul nu este gradul de echilibru. Home - este apt în mod ideal în compartimentul motorului, un astfel de motor, care va avea cel mai bun raport de masă, dimensiune și putere.
Apoi, motoarele sunt acum din ce în ce a construit într-o manieră modulară, iar punctul culminant al acestui oțel folksvagenovsky delicii. Pur și simplu pune, pe grupul de un piston care poate construi orice motor - și trei cilindri, și W12.
O vibrație ... În primul rând, trebuie să se facă distincția între echilibru teoretic și real al motorului. În cazul în care ansamblul arborelui cotit este echilibrat cu volantul nu este, iar pistoanele și bielele sunt în mod distinct diferite în greutate, se va agita chiar rândul „Șase“.
Și apoi, soldul real este întotdeauna mult mai rău decât cel teoretic - din motive de abatere de la dimensiunile nominale ale pieselor și deformarea componentelor sub sarcină.
Deci, vibrație „pauză“ de la motorul exterior pentru orice sistem. Prin urmare, inginerii de automobile și să acorde o astfel de atenție la suspendarea unității de putere. De fapt, proiectarea și dispunerea suporți ai motorului - nu mai puțin important decât gradul de echilibru al motorului ...

În formă de W supermotor că în timp ce în picioare pe un roadster concept si VW W12 Coupe - acestea sunt două blocuri motor VR6 (văzut în colecþie aranjament eșalonat de cilindri), combinate într-o singură turnare, la un unghi de 72. Lungime 5.6 litri 420 CP cu motor - de 51 cm, latime - 70 cm