В чем преимущество v образного двигателя над рядным

В чем преимущество v образного двигателя над рядным
Обозреватель MotoGP Мэт Оксли в последней колонке для сайта Motorsport Magazine пытается проанализировать, почему в современной эре MotoGP у Ducati и Honda — быстрейших байков чемпионата с двигателями V4, — такое преимущество в динамике над рядными Yamaha и Suzuki.

В 2020 году Yamaha и Suzuki, которые придерживаются рядных двигателей, продолжат вечную гонку лошадиных сил в стремлении догнать V-образные агрегаты. Скорее всего, выйти вперёд или хотя бы сравниться им не удастся. Правда, полного паритета с V-образными рядным двигателям не нужно: достаточно того, чтобы разница не была критичной.

То, что побеждающая машина MotoGP не обязана иметь V-образное сердце, доказано Yamaha: с 2002 года (начала 4-тактной эры чемпионата) «камертоны» выиграли 7 чемпионатов, 10 — Honda, 1 — Ducati. Кроме того, на 2 быстрейших прямиках MotoGP — Лосаил и Муджелло, — в 2019 году разница между первыми «вэшками» и первыми рядниками не превышала 4 км/ч.

Было бы неразумно сводить успехи и провалы мотоциклов исключительно к двигателю. На уровень команд влияет всё: заводской бюджет, укомплектованность мотогоночного отдела, талант имеющихся гонщиков, понимание работы с покрышками и электроникой.

Появление на сцене MotoGP Марка Маркеса в 2013-м и его неразрывная связь с Repsol Honda привели к тому, что за последние 7 сезонов урожай результатов сильно сместился в сторону конкретного пилота, конкретного мотоцикла и конкретной команды.

За последние 50 гонок (ГП Италии 2017 — ГП Валенсии 2019) V-образные Ducati и Honda приезжали первыми в 44 случаях, указывает Оксли. Вместе с тем, за предпредыдущие 50 (ГП Индианаполиса 2014 — ГП Франции 2017) Honda/Ducati выиграли 25 раз, Yamaha/Suzuki — другие 25.

За идеальным балансом сил стояло иное соотношение сил: на успехи Маркеса Yamaha отвечала сильным дуэтом Хорхе Лоренсо-Валентино Росси. С его распадом в конце 2016-го и техническим упадком Yamaha 2017 — 2018 годов, стоявшим за 25 беспобедными этапами подряд, связано резкое падение эффективности «рядного» лагеря MotoGP.

Второй силой чемпионата стали V-образные Ducati.

Успехи машин разных замыслов цикличны в любом моторном виде спорта.

До 2017 года в MotoGP не было доминирования V-образных мотоциклов с тех времён, как 9-кратный чемпион Валентино Росси контролировал чемпионат в начале нулевых, выступая за Honda вместе с Максом Бьяджи, Сете Жибернау, Тору Укава и другими атлетами Дома из Токио.

Периоды равновесия сменялись уклоном в пользу рядных двигателей (благодаря победам Лоренсо-Росси) и обратно. Марк Маркес, всего раз проигравший чемпионат рядному мотоциклу, вернул «престиж» двигателю V4.

Официальное 3D-видео MotoGP показывает выгоду и сложности каждой компоновки

Вероятно, новый рассвет рядных двигателей не за горами. За 2019 год Yamaha (Маверик Виньялес) и Suzuki (Алекс Ринс) выиграли по 2 заезда — на 1 больше, чем Ducati. Успех это или поражение, зависит от точки зрения: рядные байки выигрывали чаще, чем второй самый сильный V-образник, но в 3 раза реже (4 против 12), чем сильнейший из них.

Так как все победы Honda — локомотива среди байков V4, — завоёвывались Маркесом, остаётся открытым вопрос, насколько этому поспособствала конструкция RC213V, и насколько — навыки гонщика, аналогов которым в чемпионате нет. Райдер #93 выиграл 6 титулов за 7 попыток и 56 побед за 127 стартов:

V-образные байки MotoGP выиграли 44 из последних 50 гонок MotoGP с 88 процентами побед, и возглавляли протоколы скоростей на 47 гонках из последних 50 — это 94 процента успеха.

Чем можно объяснить это доминирование? Просто фактом, что у двигателей V4 больше лошадиных сил? И если они выдают больше мощи, как они это делают?

Да, они выдают больше лошадиных сил. И чаще всего из-за коленвала. У V4 короче коленвал, чем у рядной четвёрки, так что он твёрже и крепче.

Еще он создаёт меньше трения, потому что вращается на 3 опорах, не на 5 — минимуме, который требуется рядной четвёрке. Да и со смежными шатунами на тех же нижних шатунных головках они образуют менее приводную пару.

Еще лучше: у 90-градусной «вэшки» первичная уравновешенность совершенна.

Еще есть потери при прокачке, в которых мощность расходуется на прокачивание воздуха в двигателе между впуском и выпуском. До 300 литров воздуха в секунду протекают через 1000-кубовый двигатель на 18 000 об/мин, а компоновка коленвала V4 решает это гораздо лучше, чем коленвал рядной четвёрки, то есть V4 теряет меньше мощи на потерях прокачки.

Так что коленвал покрепче, вибраций поменьше и баланс получше позволяют конструкторам жестче налегать на двигатель ради оборотов побольше и лошадиных сил побольше, с дополнительным преимуществом меньших потерь при трении и прокачке.

Тем временем конструкторы рядных четвёрок MotoGP должны поладить с гибкостью коленвала, гибкостью картера, повышенным трением, повышенной вибрацией и большими потерями при прокачке, из-за чего двигатель не может без проблем вырабатывать больше лошадиных сил (Yamaha производит картеры своих YZR-M1 из цельных болванок, чтобы уменьшить гибкость).

90-градусная конфигурация, используемая Ducati в MotoGP с 2003-го и Honda с 2012-го, имеет следующее преимущество: она позволяет конструкторам использовать больше разнообразных несимметричных порядков зажигания — большой взрыв (big bang), долгий взрыв (long bang) и т.д., — в попытках произвести более дружелюбный к гонщику тип мощи и крутящего момента.

В чем разница v образного двигателя и рядного

Эта статья о двухцилиндровом V двигатель. Для использования в других целях см. V2 (значения).

Honda Shadow VT 125 двигатель мотоцикла
А V-образный двигатель
, также называемыйДвигатель V2 , представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель где цилиндры имеют общий коленчатый вал и расположены в V-образная конфигурация.

Хотя V-образные двухцилиндровые двигатели широко используются в мотоциклах (устанавливаются поперечно или продольно), они также используются в промышленных двигателях и в нескольких небольших автомобилях. Дизайн V-образного двойника восходит к концу 1880-х годов.

Происхождение

1889 Daimler V-twin двигатель Один из первых двигателей V-twin был построен Готлиб Даймлер в 1889 году. Он использовался как стационарный двигатель, для лодок и в Daimler Stahlradwagen («стальной колесный вагон»), второй автомобиль Даймлера.[1] Двигатель также производился по лицензии во Франции компанией Panhard et Levassor.[2]

Ранний мотоцикл с V-образным двигателем был произведен в ноябре 1902 года компанией Princeps AutoCar в Великобритании.[3] В следующем году мотоциклы V-twin были произведены компанией Eclipse Motor & Cycle Co в Великобритании ( XL-ВСЕ

модель),[4], Гленн Кертисс в Соединенных Штатах и NSU Motorenwerke в Германии.[5]

Компания Peugeot, использовавшая в своих первых автомобилях модели Daimler V-twin производства Панара,[2][6] начала производство собственных V-образных двигателей в начале 20 века. Этот двигатель Peugeot приводил в действие Нортон мотоцикл, выигравший первый Остров Мэн TT гонка в 1907 году.[6]

Рядные.

ДВИГАТЕЛИ, у которых цилиндры расположены друг за другом в одной плоскости, обозначаются литерой “R”.

Рядные моторы – самые простые и недорогие, поскольку по сравнению с другими схемами состоят из минимального количества деталей. Неудивительно, что на заре автомобилизма подавляющее большинство машин оснащалось именно такими двигателями. Причем некоторые фирмы (например, “Voisin”) строили опытные образцы 12-цилиндровых монстров!

Но сегодня делать большой моторный отсек – непозволительная роскошь, ведь при этом останется мало места на пассажирский салон. Тем более что большинство современных моделей – переднеприводные.

Мотор у них обычно расположен поперечно, то есть громоздкие рядные “восьмерки” и иные многоцилиндровые агрегаты разместить под капотом практически невозможно. Кроме того, длинный коленвал очень непросто сделать прочным. Он может не выдержать огромных нагрузок, свойственных нынешним высокофорсированным двигателям.

Конечно, дорогостоящие материалы и технологии позволяют решить проблему, но это неизбежно увеличит стоимость производства.

Типовой дизайн

Конфигурация коленчатого вала

Шатуны типа «вилка и лезвие» Большинство двигателей V-twin имеют одиночный шатун, который разделяют оба шатуны. Шатуны могут располагаться бок о бок со смещенными цилиндрами или иметь вилка и шатуны лезвия что позволяет избежать скручивающих сил, вызванных смещением цилиндров.

Некоторые заметные исключения включают смещение шатуна на 180 °, используемое в 1935 году. Moto Guzzi 500cc,[7] конфигурация с двумя кривошипами, используемая в 1983 г. Honda Shadow 750,[8] и смещение кривошипа 75 ° (смещение 45 ° в США), используемое в 1987 г. Suzuki VX 800.[9]

V угол

Хотя любой V-образный угол (угол между двумя рядами цилиндров) от нуля до 180 градусов теоретически возможен для V-образного двухцилиндрового двигателя, на практике углы меньше 40 градусов редко используются по соображениям практичности.

Наиболее распространенный угол V для V-образного двигателя составляет 90 градусов, что позволяет достичь идеального первичный баланс (если правильный противовес используется), как и большинство Ducatis, большинство Moto Guzzis, Honda RC51, Suzuki TL1000 и TL1000R.

[10][11] Однако такое расположение приводит к неравномерный порядок стрельбы, при этом второй цилиндр срабатывает на 270 градусов после первого цилиндра, затем с интервалом 450 градусов, пока первый цилиндр не сработает снова.

90-градусные двигатели иногда называют L-twin (например, L в TL1000R или TL1000S), а не V-twin.

Когда используется вертикальный угол менее 90 градусов, идеальный первичный баланс может быть достигнут только при смещении шатуны используются. Если не, балансирные валы обычно требуются для уменьшения вибрации.[10] Транспортные средства, которые используют двигатели с V-образным углом менее 90 градусов, включают:

20 градусов: 1889 Автомобиль Daimler Steel-wheel[1]
42 градуса: 1916-1923 гг. Индийский Powerplus, 1920-1949 Индийский разведчик, 1922-1953 Индийский вождь
45 градусов: 1909-настоящее время Харли-Девидсон V-образный твин, 1990-1997 гг. Suzuki VX 800, 2001-настоящее время Сузуки Бульвар C50, 1985-2007 Honda VT1100
48 градусов: 2005-2012 гг. Ямаха МТ-01, 1999-настоящее время Yamaha XV1600A
50 градусов: 1919-1924 гг. BSA Модель E, 1924-1936 Brough Superior SS100, 1929-1940 Бесподобная модель X, 1936-1955 Винсент Рапид, все двигатели Victory Freedom
52 степени: 1997-настоящее время Honda Shadow, 1987-настоящее время Honda Transalp, 1998-2013 Honda Deauville, 2004-2010 Kawasaki Vulcan 2000 серии
54 степени: 2008-настоящее время Suzuki Boulevard C109R, 2006-настоящее время Suzuki Boulevard M109R
55 градусов: 1985-2006 гг. Кавасаки Вулкан 750, 2006-настоящее время Кавасаки Вулкан 900 Классик
60 градусов: 2001-2017 гг. Харлей-Дэвидсон VRSC, 1998-2003 Aprilia RSV Mille, 1988-настоящее время Yamaha XV250, 2001-настоящее время Yamaha DragStar 250, 2015-настоящее время Indian Scout_ (мотоцикл)
70 градусов: 1988-1998 гг. Suzuki RGV250, 1987-2004 Ямаха Вираго 535, 1997-настоящее время Yamaha DragStar 650
72 градуса: 1974-1989 гг. Moto Morini 350 и 500 V-twins
75 градусов: 2005-настоящее время Hyosung GT250, 2008-2015 КТМ 1190 RC8, 1981-2007 Ямаха Вираго, 1998-2008 Yamaha DragStar 1100
80 градусов: 1978-1983 гг. Honda CX серии, Ротакс 810/660/490 двигатели

Автомобили, которые используют двигатели с V-образным углом более 90 градусов, включают 1934 г. Moto Guzzi 500cc (120 градусов)[нужна цитата

] и 1940-1948 гг. Zündapp KS 750 (170 градусов).[12]

Плюсы и минусы V-образных двигателей

Современные оборотистые 6-цилиндровые двигатели представлены в основном схемой V. Они имеют больший диаметр, ход поршня и рабочий объём.

Рабочим объёмом называют одну из основных конструктивных характеристик двигателя. Он выражается в кубических сантиметрах, либо в литрах, что отечественным автолюбителям намного привычнее.

Определяется этот объём по сумме рабочих объёмов всех используемых на моторе цилиндров. Что же касается цилиндра, то его рабочий объём определяется как произведение площади сечения на длину хода поршня.

Здесь речь идёт о расстоянии от нижней до верхней мёртвой точки.

У каждого современного двигателя свой рабочий объём цилиндра. Но существует общая классификация, согласно которой все ДВС делятся на микролитражные, малолитражные, среднелитражные и крупнолитражные.

Если говорить про V-образные силовые агрегаты, то чаще всего это среднелитражные и крупнолитражные версии, поскольку в компактных машинах выгоднее и практичнее использовать рядную компоновку.

У V-моторов развал составляет в основном 60 или 90 градусов. Хотя существуют и некоторые исключения, но общую картину они влияют не существенно.

Основными преимуществами считается компактность, минимальное занимаемое пространство при достаточно солидной мощности.

Эта же особенность позволяет размещать один и тот же двигатель в разные модели, включая крупные машины и компактные городские авто с небольшим размером подкапотного пространства.

Получая больше свободного места под капотом, автопроизводитель имеет отличную возможность для установки тех же турбонагнетателей или иного дополнительного оборудования.
Фактически появление V6 стало прекрасной возможностью предлагать одну и ту же модель со стандартными 4-цилиндровыми маломощными ДВС, а также заряженные и спортивные версии этого же транспортного средства, не проводя при этом никаких серьёзных доработок, изменений и модернизаций.
Но за такими явными преимуществами скрываются и очевидные недостатки.

Проблемы с балансировкой. При одинаковом количестве цилиндров с рядным мотором, V-образные шестёрки уступают по уровню сбалансированности.
Фактически это два рядных двигателя с 3 цилиндрами, объединённые в одну конструкцию.
На всех V-образниках требуется обязательное применение специального балансировочного вала. Он служит для уравновешивания двигателя в процессе его функционирования.
Отсутствие балансиров приводит к сильным вибрациям, возникающим при возвратно-поступательных движениях поршней.
По мере роста объёма ДВС ухудшается балансировка, поскольку повышается длина хода поршня и размер цилиндров.
Противовесы усложняют конструкцию силового агрегата.
V6 сложнее в производстве, как и все остальные V-образные агрегаты.

В настоящее время, когда рядные шестёрки ушли в прошлое, V6 прочно заняли этот сегмент. Сможет ли ситуация измениться в ближайшее время, неизвестно. Хотя некоторые автопроизводители уже заявляют о своих намерениях вернуть рядные моторы, навязав борьбу V-образникам. Теперь будет интересно посмотреть, получится у них это или нет.

Мотоциклы

V образный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

Многих автолюбителей приятно радует тот факт, что на рынке представлен огромный ассортимент транспортных средств. Отличаются они между собой не только внешним видом, маркой или конструкцией кузова. Большая разница может наблюдаться и в подкапотном пространстве, где располагается двигатель.

Вопрос относительно того, какой двигатель будет лучше: рядный или V-образный, становится актуальным лишь в том случае, когда сопоставляются ДВС с 6 цилиндрами. Именно с 6 начинается отсчёт минимального числа цилиндров на так называемых V-образных моторах, в то время как рядные зачастую имеют не более 6 рабочих цилиндров, чаще всего имея по 2-4 единицы.

Говоря о том, чем V-образный силовой агрегат лучше более классического рядного, нельзя не затронуть ещё и оппозитный двигатель. Некоторые считают его вариацией на V-подобный агрегат, другие же называют совершенно независимым и самостоятельным типом конструкции мотора.

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.

Технические характеристики Honda VTR 250

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.

ПРАВДА:

Главным преимуществом рядной «шестерки» по сравнению с V6 является почти идеальная уравновешенность. Поршни в двигателе совершают достаточно сложные возвратно-поступательные движения и не менее сложные неравномерные движения: они то разгоняются, то замедляются.

Все эти движения помимо полезных нагрузок несут и паразитирующие силы, и моменты инерции, которые негативно сказываются на работе двигателя.

На рядных «шестерках» полный баланс найден в необычайной простоте работы цилиндров: все цилиндры работают в одной плоскости, поршни поделены на три пары (1-4, 2-5, 3-6), каждая пара закрепляется на коленвале под углом 1200 относительно остальных. Вибрация в нем скомпенсирована на уровне кривошипно-шатунного механизма.

А вот моменты от сил инерции в двигателях V6 конструктивно невозможно уравновесить, поэтому производители вынуждены прибегать к различным ухищрениям типа балансировочных валов, которые, вращаясь в противоположную коленвалу сторону, компенсируют все эти моменты. Применение балансировочных валов усложняет конструкцию мотора. Единственным преимуществом V6 можно считать меньшие габариты по сравнению с Р6. Недостатком рядных «шестерок» является большая длина ГБЦ и коленвала.

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:

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

ПРАВДА:

Цепь, как и ремень, имеет определенный ресурс, правда, у цепи он действительно больше, но все мифы о ненадежности ремня сводятся к тому, что при его обрыве ремонт двигателя неизбежен. Это не совсем так.

Например, на некоторых моделях (ВАЗ, VW) при обрыве ремня клапаны с поршнями не встречаются, а вот при обрыве цепи такая встреча будет, скорее всего, неизбежной и ремонт более трудоемким.

Чтобы этого не случилось, нужно просто строго соблюдать регламентированные производителем сроки замены цепного и ременного привода ГРМ. Кстати, замена цепи в большинстве случаев гораздо более дорогостоящая операция, чем замена ремня.

Читайте также: 60сс двигатель что такое

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:

Как переделать двигатель воздушного охлаждения на водяное

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.

ПРАВДА:

На самом деле ресурс дизеля не меньше, чем у бензинового мотора. Менее жесткий тепловой режим дает дизелю существенное преимущество по долговечности, да и более низкий рабочий диапазон оборотов снижает износ в трущихся деталях.

Дизель менее критичен к составу топлива, чем бензиновый двигатель. Вот только заливать его надо в соответствии с сезоном.

Требования к эксплуатации дизеля не сложнее, чем к бензиновому двигателю – заливать качественное масло и топливо, а также вовремя обслуживать.

Большинство отказов дизелей связано не с их конструктивными особенностями, а с несоблюдением простейших правил эксплуатации. Масло рекомендуется менять через 7 500 км вне зависимости от того, какая периодичность указана в инструкции. Зубчатый ремень привода ГРМ и ТНВД надо менять не реже чем через 60 тысяч км.

Необходимо также внимательно следить за топливной системой, например, периодически сливать отстой из топливного фильтра, отворачивая сливную гайку. Топливный бак рекомендуется промывать два раза в год: весной и осенью. Эксплуатируя дизельный автомобиль, важно помнить, что его двигатель не любит высоких оборотов.

Длительные поездки на максимальной скорости – еще один способ приблизить капремонт.

Что такое гибрид?

Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых аккумуляторных батарей. Работает она в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля.

При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель.

Все это позволяет, сохраняя или даже улучшая динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.

По материалам российской прессы подготовил Павел Друзин

наверх

Что такое роторно-поршневой двигатель?

Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) – это мотор, в котором ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории.

Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью – быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограниченна, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания.

Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

Двухтактный V-образный мотор

Двигатель, построенный по этой схеме, является сейчас большой редкостью. Один из примеров такого агрегата – NS 250 от «Хонда».

Он был создан преимущественно для японского рынка. Так как мотор двухтактный, то необходима отдельная кривошипная камера, что конструктивно сделать невозможно. «Качающейся пары» не избежать, но силы, которые характерны для двухтактных моторов, здесь не действуют.

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.).

Источник: dvigatels.ru

Двухтактный мотор

В двигателях мотоциклов такой конструкции рабочий цикл осуществляется за один оборот коленвала. Еще одна особенность – отсутствие в конструкции впускного и выпускного клапана. Их функция возложена на поршни.

Последние при движении открывают и закрывают каналы для подачи топливной смеси и выпуска отработанных газов. На некоторых моделях на впуске может быть установлен лепестковый клапан.

Под поршнем в двухтактных моторах есть картер, который также участвует в процессе газообмена.

Когда поршень двигается к верхней мертвой точке, топливная смесь поступает в камеру сгорания в подпоршневое пространство. Через надпоршневое пространство выбрасываются газы, которые остались от прошлого цикла. Когда окна закроются, начинается такт сжатия. В районе верхней мертвой точки смесь воспламеняется искрой.

Затем при сгорании образуются газы, они расширяются и толкают поршни вниз. Когда последние опустятся на две трети рабочего хода, то откроется окно в выхлопную систему. Через другие окна поступит новая порция рабочей смеси. А при опускании поршень создаст нужное давление. Этот процесс называется продувкой, а каналы называют продувочными.

В современных моторах есть большое количество каналов. Это так называемая возвратно-петлевая продувка.

Чем v образный двигатель лучше рядного

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.

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.

Оппозитные двигатели («боксёры»)

Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8. Хотя свой 6-цилиндровый «боксёр» EZ30 Subaru называет H6.

Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».

Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля.

Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции.

А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.

Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».

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.

Рядный, V-образный или оппозитный: какой двигатель выбрать?

При покупке авто мы порой обращаем внимание на все, что угодно, кроме самого главного – двигателя. С одной стороны, такое отношение можно понять: силовой агрегат придает авто ускорение, а его компоновка нам не очень-то и важна. Для тех же, кто хочет выбирать авто не только по комплектации и наличию опций, вкратце опишу преимущества и недостатки основных типов двигателей.Рядный

– самый простой и надежный. Отличается простотой в использовании, все цилиндры стоят в один ряд (см. фото).

Его основным минусом можно считать невозможность создания двигателя большого объема. При большом количестве цилиндров на коленвал приходятся огромные торсионные нагрузки, то есть на его скручивание. Поэтому если хотите двигатель больше 2,5 литров объемом, рядный Вам вряд ли подойдет.

V-образный

двигатель называется так, потому что цилиндры расположены не в ряд, а под определенным углом друг к другу, как бы буквой V (см.фото).

За счет такой компоновки удается сэкономить место под капотом, если нужен двигатель с шестью или даже восьмью цилиндрами. Также более равномерно распределяется нагрузка на коленвал. Основной минус – такой двигатель производит много вибраций из-за большого объема, отсюда сложность его балансировки.

Оппозитный двигатель

по сути является тем же V-образным, только поршни в нем разведены на 180 градусов, то есть находятся в одной плоскости.

Такая компоновка является довольно необычной и применяется в основном на моторах концерна Субару. Она очень удачна во многих отношениях: вибрации снижаются и повышается ресурс работы двигателя. Недостатки – очень сложное устройство. На «оппозитнике» даже свечи нельзя поменять без специализированного оборудования, что доставляет определенные неудобства при эксплуатации.

Статья оказалась полезной? Подпишитесь на канал и ставьте «палец кверху».

Ну, а как авто мощностью 135 лошадиных сил потребляет всего 2,6 литра бензина на сотню, можно почитать здесь.

Источник

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.

Краткая характеристика двигателей

Самой распространённой и одновременно наиболее простой компоновкой двигателя справедливо считается рядная схема расположения цилиндров. Основная масса ДВС, имеющих сравнительно небольшой объём, выполнены именно так. Они компактные, имеют небольшой вес, благодаря чему без особых проблем располагаются в подкапотном пространстве.

Но рядные ДВС имеют и свои недостатки. По мере роста числа цилиндров, общая протяжённость мотора заметно увеличивается. Чем больше цилиндров стоит в ряд, тем сильнее вибрации возникают в процессе работы.

Плюс для таких моделей требуются более тяжеловесные коленчатые валы.

Разместив мотор продольно, повышается риск сильных травм при авариях и столкновениях, поскольку так двигателю намного проще вмять моторный щит и оказаться в салоне.

О V-образных ДВС нужно знать хотя бы то, что их минимальное количество цилиндров 6. В каждый ряд установлено по 3 цилиндра. Внешне это напоминает букву V из латинского алфавита, отсюда и соответствующее название. При таком размещении количество цилиндров может достигать 12.

Основным преимуществом считается возможность расположить в небольшом подкапотном пространстве объёмный и мощный силовой агрегат. По уровню безопасности они также превосходят своих рядных конкурентов.

Но говоря о том, чем V-образный автомобильный двигатель лучше классического рядного мотора, нельзя не отметить и его недостатки. Такие моторы конструктивно сложнее, из-за чего V-образники стоят дороге. В подобном формате автопроизводителям попросту невыгодно создавать двигатели с маленьким объёмом и мощностью.

Ещё тут довольно высокий центр тяжести, что создаёт дополнительные трудности при создании спортивных авто.

V-образный ДВС отличается тем, что развал блока здесь составляет 60 или 90 градусов, хотя существуют и некоторые исключения.

Но если тот же развал на V моторе увеличить до 180 градусов, то перед вами появится стандартный оппозитный агрегат или просто боксёр. Его маркируют буквой B. Такое название обусловлено тем, что цилиндры располагаются друг напротив друга.

В процессе работы они совершают движения, словно машут руками, как боксёры. Эффект драки между поршнями и привёл к появлению названия Boxer.

Если говорить про уравновешенность, то оппозитные ДВС с 6 цилиндрами ничем не уступают рядным шестёркам. Плюс в пользу оппозитника говорит низкий центр тяжести, которым не может похвастаться ни один из конкурентов. Это отличное качество при создании спортивных моделей авто.

Но 6-цилиндровые оппозитные моторы встречаются довольно редко. Основной акцент делается на 4-цилиндровых версиях. Причём уже появились даже дизельные оппозитники, что можно справедливо называть прорывом в автомобильной индустрии.

Как работает W-образный двигатель?

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.

Что предпочтительнее выбрать между рядными моторами и V-образными ДВС

Устройство и достоинства VR-двигателя

VR-двигатель

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.