Видове двигатели V-образни, боксьор, в онлайн различия и тънкости

Саня ButerBROD Чой, 31-годишен
Аз карам Шкода Октавия patsanstyle
София, България

растеж капацитет, скорост и ожесточена борба за намаляване на разходите ще постави всичко на мястото си. Най-простият едноцилиндров двигател за автомобили остава в далечното минало. Средният обем на цилиндър конвенционален двигател превозното средство вече - от триста до шестстотин кубически сантиметра (плюс или минус сто "кубчета" в изключителни случаи, като три цилиндъра motokolyaski Смарт ред или 4,5-литров "шест" SUV Nissan патрулна). Литър капацитет - 35 литра. стр. / л за атмосферен дизел и 100 литра. а. / л за бензин мотор принуден. За производство на двигатели е оптималната, отвъд която е нерентабилно.






Днес обем на двигателя от 100 литра. а. Това ще бъде четири, dvuhsotsilny ще има четири, пет или шест бутилки, trehsotsilny - Осем ...
Но как тези цилиндри са разположени? С други думи - на схема за изграждане на мулти-цилиндров двигател?

Инерционни сили на двете маси, въртящи се по същия вал на разстояние един от друг, създаване на свободен момент

В най-простия мотор има свободни инерционните сили, но не и точки. Цилиндърът е един!

Простота по-лошо от компактност
Какво главоболие в конструктора? Първо, как да се опрости конструкцията на двигателя, така че да е по-евтина за производство и по-лесно да се поддържа.
Най-лесният двигателя - ред (което ще означаваме индекси такива двигатели R2, R3, R4, и др ...). Разположен в редица желания брой цилиндри - ние получи необходимата работен обем.
Дву- и цилиндър двигатели, намерени в автомобила много често, и по-лайн, както добре. Но ред "Квартет" удари най-масивната диапазон на работния обем на автомобили - от 1.0 до 2.3 литра.

Микробуси хоризонтална вградени три-цилиндров двигател Subaru E серия (работен обем - 1.0 или 1.2 литра), снабден с вал противотежест

Пет-цилиндров редови двигатели са се показвали на сериен автомобил наскоро - в средата на 70-те години. Първият е Mercedes-Benz с дизел "пет" - те са били през 1974 г. (на моделите 300D с W123 тяло). Две години по-късно видях освобождаването на пет-цилиндров двулитров бензинов двигател Audi. В края на 80-те години на такива двигатели, направени от Volvo и FIAT.
Inline "шест", доскоро толкова популярен в Европа, сега в миг на око да стане застрашен вид. И за ред "осем" и да кажа нищо - това на практика се сбогува още през 30-те години. Защо?
Отговорът е прост. Тъй като броят на цилиндрите на двигателя става по-дълго, а това създава много неудобства при свързването. Например, свиването през двигателния отсек на колата предния ред "Six" може в някои случаи - мога да мисля само на английски Austin Maxi 2200 средата на 60-те години (когато дизайнерите трябваше да се скрие на скоростната кутия под двигателя) и новата Volvo S80 със супер-PPC.
Как да се съкрати редови двигател? Тя може да бъде "рязани го" на половина, сложи двете половини една до друга и да се захващаме за работа на колянов вал. Такива двигатели, в които цилиндрите са разположени под формата на латинската букви V, половината от дължината на ред - най-широко двигатели с ъгъл на наклон от 60 и 90 блок. А V-образна форма с ъгъла на задвижващия блок 180, в което цилиндрите са разположени един срещу друг се наричат ​​разлика (или "Boxer" - наименования В2, В4, В6, и т.н. се провеждат от дума Boxer ..).

Тези мотори трудно ред - например, те имат две глави на цилиндрите (всяка със собствен печат и колектори) повече разпределителни валове, тяхната сложна верига за задвижване. И противоположните двигателите също заемат много място в широчина. Ето защо, оформлението на причините, те се използват рядко - Производители "Боксьорите", можете да разчитате на една ръка.
И как да се направи V-образен двигател е по-компактен? Една проста, на пръв поглед, решения - не изпъкналост блокират по-малко от 60. В действителност, тези двигатели са били, но рядко - възможно ли е да се помни, например, автомобили Lancia Fulvia 70s с мотори V4, изпъкналост блокови което е около 23. Защо това не се ползват от всички? Факт е, че преди дизайнер на двигателя е винаги един повече проблеми - вибрации.

Пример ред с четири балансиращи вала - 2.3 литра двигател Saab. Валовете са разположени от двете страни на коляновия вал и се редуват с двойна скорост в противоположни посоки

Тя е позната на всичките четири поредни

В петцилиндров турбо дизел Fiat TD 125 обем 2387 кубически метра. см се образува чрез добавяне на един цилиндър с 1.9 литров

Ъгълът при което в положение на коляновия вал колена ред

Балансирано и не много
От двуцилиндрови двигатели, използвани в превозни средства днес, само 1-2 цилиндъра в линия двигател с колянов вал, колена, които са насочени в една посока (например, като е за битови Oka). Както може да се види, степента на устойчивост на двигателя подобен на една бутилка, тъй като и двете бутала се движат нагоре и надолу едновременно, във фаза. За да се балансира наличието на първите сили за поръчка на инерцията в двигателя Ока наляво и надясно в коляновия вал са две противотежести. А какво да кажем силите на втория ред? За да се справят с тях, ще трябва да добавите две стабилизатор вал, който е двуцилиндров двигател, който първоначално е бил предназначен за малки и евтини коли, би било напълно неуместно.
Все пак, това не е нищо - много двуцилиндрови двигатели са били произведени без каквото и стабилизатор на вала. Така че това е, например, мадами Fiat 500 проба през 1957. Да, вибрациите са били, те се опитаха да гасят спирането на единица мощност на двигателя ... Но от друга страна получава прости и евтини!
Две-цилиндров двигател, чиято манивела хвърля насочени в различни посоки (под ъгъл 180), може да се намери само на мотоциклети. Тъй като буталата е винаги се движат в противоположни фази, е по-добре балансиран.
Въпреки това, дори и въртенето на огнища в цилиндрите може да се постигне само на двутактови двигатели - тези двигатели могат да бъдат намерени в предвоенна DKW и техните преки наследници, пластмаса ГДР Трабант. Поради простотата и евтинията не стабилизатор вал върху тях не е бил там, но с вибрация се случва точно толерирано.






Автомобил с двуцилиндров V-образен двигател е запомнен само един - на вътрешния САЩ-1.

И до сега този тип двигател е живял само на мотоциклети - мисля, че американската Harley Davidson и японски последователи с техния V-образна "две" във всичките му слава хром. Този двигател може да бъде балансирана почти напълно с помощта на противотежести на коляновия вал, но за да се постигне равномерно редуване на огнища е невъзможно.
Е, това колоездачи специално внимание на вибрациите не плащат ...
Коли с боксьор двигател, най-балансиран на всички два цилиндъра, беше малко - по икономически причини и оформление. Могат да се посочат, например, френската Citroen 2CV.

Двигателят с трицилиндров се балансира по-лошо от ред "Квартет", и така производителите трицилиндрови двигатели - например, Subaru и Daihatsu - се опитват да ги снабди с балансиращи валове. Въпреки opelevskie dvigatelisty ново оборудване на Opel Corsa ново семейство трицилиндров двигател Ecotec, дизайнери на двигателя и "градско отделение" Смарт, с цел да се намалят разходите и да се намалят механичните загуби изоставени стабилизатор на вала. Въпреки това, трицилиндров Corsa вече е критикуван от германските автомобилни журналисти: "Градът на различни начини на пътуване е абсолютно невъзможно."
Най-популярните сред dvigatelisty ред "Квартет" е безплатно силата на инерцията на втория ред. Тя може да се балансира само вал противотежест, въртящи се в двойно по-бързо (да не забравите - силата на инерцията на втория ефект поръчка на два пъти честотата?).
И за миг компенсация на вала на баланс е необходимо да се постави друг, въртящи се в противоположна посока.
Скъп? Абсолютно. Въпреки това, двигатели с балансиращи валове могат да бъдат намерени на автомобилите на Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat, VW. Най-пресният пример - 2.2-литров "четири" на семейството Opel Ecotec.

Между другото, точно срещу "четири" се балансира по-добре от ред - има само в момента на втория ред инерционните сили, която се стреми да разшири двигателя около вертикална ос. Въпреки това, "Boxer" въздушно охлаждане на легендарния Beetle, и известните "боксьори" Subaru лекувани и дозират с балансиращи валове.

В онлайн "петици" с балансирана ситуация не е много. инерционните сили се компенсират, но моментите на тези сили ... По време на работа на двигателя на блока постоянно "писти" на вълната огъващия момент, следователно, устройството трябва да бъде много трудно. Въпреки това, Мерцедес и Audi и Volvo се борят с вибрациите, модифициране на суспензия на агрегат. Само fiatovskie шофьорите да използват стабилизатор вал, който е напълно балансира всички аспекти.
Между другото, почти всички от "петте", образуван от добавянето на още един цилиндър с четири-цилиндров двигател - двете кубчета в дизайнера. Направете го с производството с минимални разходи и дизайн получите по-мощни двигатели. В този случай, всички плънка, включително бутала, мотовилки, клапани, и така нататък. D. Може да се вземат от "квартет". Нуждаете се от друг блок и глава на цилиндровия блок и само по себе си, колянов вал, колена, които трябва да са разположени под ъгъл от около 72.
На шест-цилиндрови двигатели - мечта от гледна точка на баланса - вече споменахме.
Но в V6 двигатели, които изместват ред, ситуацията с уравновесеност е същата като тази на "treshki", че не е толкова горещо. Ето защо, шахти балансиращи могат да се видят в три-литров двигател V6 Citroen / Peugeot или нов 3.2-литров двигател на Mercedes-Benz M112. И на другите двигатели, които се опитват да не се усложни проектирането и се опитват да намалят нивата на вибрации до минимум, поради подобрената спирането на енергийния блок и гениално подреждането компенсира crankpins (като например, за Audi V6).
Хвърли още един забележка - в V6 двигатели с колапса през 90 не предоставя еднакви редуващи се вълни в цилиндъра. Получената неравномерен напредък може да се компенсира с претеглена маховик, но само частично. Тук имате друг източник на вибрации ...
V-образна "осем" с ъгъла на цилиндъра 90 и на коляновия вал, коляновите на които са разположени в две взаимно перпендикулярни равнини, много добре балансиран. В такъв мотор може да се осигури еднакъв редуващи се вълни, които също работят по плавно движение. Остава небалансирани две точки, които могат да бъдат напълно спокоен чрез чифт противотежести на коляновия вал - бузите екстремни цилиндри.
Разбирам защо американците преди другите са усетили очарованието на V-образни двигатели?
Вибрация и разклащане в колите си, те не ми харесва ...
Най-накрая можем да говорим за един необичаен модел.
На първо място, не може да си спомни двигателите V4. Имаше малко - европейски примерни 60-те години на Ford (което е на автомобили Ford Taunus, Капри и Saab 96) и чудо на двигателя вътрешните плугове. Не без балансиращ вал за момент от силите на инерцията на първия ред. Въпреки това, посочените по-горе дизайнерите на автомобили са избрали тази схема на компактност условия и отчасти, за да спаси, а не за добро равновесие.
А какво да кажем за V-образен "десетка"? Както може да се види, степента на устойчивост на двигателите е същата като тази на R5 двигатели.
Въпреки това, някои дизайнери на двигатели във Формула 1 или чудовища Chrysler Viper и Dodge RAM, които са V10 двигатели, мислят за вибрации не е на първо място.

Е, други схеми могат лесно да бъдат намалени до предишната. Например, Срещу "осем" (пример за приложение - състезателен автомобил Porsche 917) - две "четиримата" работи по колянов вал. А V-образни и противопоставят дванадесет цилиндрови двигатели могат да бъдат сведени до два поредни "Six".

VR6, VR5, W12 ...
Не забравяйте, че спомена V-образен двигател с нисък ъгъл думата блок - като Lancia?
Преди това се избягват тези схеми - да ги балансират по-трудно от разпадането на двигателите в 60, или 90, а нарастването на компактност тогава не оценяват толкова ...
Но сега ситуацията се е променила. Първо, създаден и използван gidroopory единица мощност, която може значително да намали вибрациите. На второ място, пространството под капака сега теглото си в злато. В крайна сметка, който може да си представи преди скромен хечбек с 2.8-литров двигател? И сега - моля: VW Golf VR6 предишното, трето поколение!
Този прочут folksvagenovsky двигател VR6, "V-образна по ред" на двигателя (за него и казва VR наименование), е по-нататъшно развитие на V-образен двигател с малък ъгъл изпъкналост блок.
Цилиндрите на двигателя са разделени в още по-малък ъгъл от Ланчи - само около 15. Брилянтен решение - 2.8-литров "шест" по-компактен в сравнение с конвенционалните V6 двигател, но все още има един-единствен елемент главата! И през миналата година в двигателя на Volkswagen Golf IV VR5 ще се появи на колата - това VR6, от която "рязани" един цилиндър.
След това шофьорите харесва фолксвагена с веригата събори.

Те излязоха със супер компактен W-образен двигател. W12, който е оборудван с концептуален модел W12 Roadster, - това е два двигателя VR6, поставени под ъгъл от около 72 на колянов вал. А W8 двигателя, който ще бъде оборудван с VW Passat Plus, - на VR6 двигателя две, от които "намаляване" на двата цилиндъра и които също са комбинирани в едно устройство на същата коляновия вал.
И във Волфсбург обмисляте vosemnadtsatitsilindrovom двигател - това е ужасно да се мисли за това, което тя ще изглежда като на писмото ...
Защо тези двигатели не са имали преди? На нова водноелектрическа вече споменахме. Има причини, чисто технологични свойства. Обърнете внимание, например, на коляновия вал на двигателя W12 - технолог в кошмар не сънувам!
И създателите на нови схеми помага ... компютър. За да се изчисли всички опции изпъкналост блок местоположение crankpins, около огнища в цилиндрите и да изберете най-балансиран, без компютър е много трудно да се направи.

Теория и практика
Както може да се види, за избора на системата на двигателя инженери поставят на преден план не е степента на равновесие. Начало - е идеално се вписват в отделението на двигателя, такъв двигател, който ще има най-добрата маса, размер и сила.
След това, на двигателите все по-често се строи с модулен и кулминацията на тази стомана folksvagenovsky изкушения. Казано по-просто, за групата на едно бутало може да изгради всеки двигател - и трицилиндров и W12.
А вибрации ... Първо, трябва да се прави разлика между теоретичния и действителния баланс на двигателя. Ако възелът на колянов вал е балансиран с маховика не е, и буталата и мотовилките са по-различни в тегло, тя ще разтърси дори ред "Six".
И след това, действителното салдо винаги е много по-зле, отколкото теоретично - от съображения за отклонение от номиналните размери на части и деформацията на елементите под товар.
Така вибрации "почивка" от двигателя навън за всяка схема. Ето защо, автомобилни инженери и платени такива внимание на спирането на енергийния блок. В действителност, дизайна и разположението на могилите на двигателя - не по-малко важно от степента на баланс на двигателя ...

W-образна supermotor че докато стои на концепция роудстър и VW W12 купе - това са две VR6 двигателя блок (наблюдавани в снимката и шахматно разположение на цилиндрите), комбинирани в един леене под ъгъл 72. Дължина 5,6-литров 420 конски сили двигател - 51 см, широчина - 70 cm