V-образный двигатель — Википедия

V образный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом.

См. также[править | править код]

  • Рядный двигатель
  • Оппозитный двигатель
  • U-образный двигатель
  • X-образный двигатель
  • W-образный двигатель

Компоновка. Продольно или поперечно

Прежде чем говорить о конструкции двигателей, нужно упомянуть о компоновке автомобиля — ведь именно она во многом определяет, какой мотор будет установлен под капотом. Хотя не всегда под капотом: существуют автомобили (в основном спортивные) со средне- и заднемоторной компоновкой, но у большинства гражданских машин двигатель всё-таки находится впереди. О них и поговорим.

Продольное расположение двигателя

Продольное расположение двигателя

Мотор может располагаться в машине продольно или поперечно. Первую схему называют классической, она характерна для автомобилей с задними приводом (или полным, но на основе заднего). Продольная схема почти не накладывает ограничений на размеры силовой установки, как и трансмиссии — коробка передач может быть огромной, с большим запасом прочности, и заканчиваться хоть в центре машины. Такая компоновка характерна для больших автомобилей с мощными двигателями и КПП: грузовиков, внедорожников, премиальных седанов. Хотя раньше так были устроены почти все машины — взять ту же классическую линейку «Жигулей». Но с массовым внедрением переднего привода понадобилась иная, более компактная компоновка.

Поперечное расположение двигателя

Поперечное расположение двигателя

Для переднего привода необходимо устанавливать двигатель не продольно, а поперечно — вместе с коробкой передач он должен разместиться под капотом между лонжеронами. Ограниченное пространство требует компактности как от трансмиссии, так и от самого мотора, поэтому далеко не все силовые установки подходят для поперечной схемы. Такая компоновка характерна как для переднеприводных машин, так и для полноприводных, система 4WD которых имеет переднеприводные корни — а это почти все современные кроссоверы.

Разобравшись в особенностях компоновок, можно переходить к самим двигателям.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

Где используют V-образные двигатели

Если говорить откровенно, то популярность такого движка обусловлена тем, что он может использоваться буквально в любой сфере и устанавливаться на любое транспортное средство. Так, V-двигатели можно встретить в областях производства автомобилей, постройки кораблей и самолетов. Многие «V» сегодня ставят на мощные модели мотоциклов.

В общем, все зависит только от того, какие именно мощности требуются и для каких целей. Но, в большинстве случаев, V-движки идеально подходят для обеспечения выполнения поставленных задач.

Немаловажным остается и то, какое количество цилиндров в двигателе и как они расположены, ведь от этого зависит сила вибрации при работе, плавность и сбалансированность.

Устройство и работа грм v образного двигателя

На V-образных восьмицилиндровых двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рис. 3.3). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров.

Открытие клапанов (впускного и выпускного), перемещающихся в направляющих втулках, происходит под действием усилия, передаваемого от кулачков через толкатели штанги и коромысла, установленные на осях. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружин, нижние концы которых упираются в шайбы. При наличии у выпускных клапанов механизма вращения их пружины опираются на опорные шайбы этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелки. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот. Следовательно, распределительный вал вращается в 2 раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо распределительного вала имеет в 2 раза больше зубьев, чем ведущая шестерня коленчатого вала.

Распределительный вал. Распределительный вал изготовляют из стали или специального чугуна и подвергают термической обработке. Профиль его кулачков как впускных (см. рис. 3.3), так и выпускных у большинства двигателей делают одинаковым.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом 90°, в шестицилиндровом — под углом 60°, а в восьмицилиндровом— под углом 45°. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.

Начиная с передней опорной шейки, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготовляют из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.

На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик, воздействующий на штангу привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика, расположенного в корпусе привода распределителя зажигания и масляного насоса.

Между зубчатым колесом распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо и упорный фланец, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца больше толщины упорного фланца, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08—0,21 мм. В отверстии переднего торца распределительного вала (двигатели ЗИЛ-130, 3M3-53-11 и др.) расположен узел привода центробежного датчика регулятора частоты вращения коленчатого вала, состоящий из валика, пружины и шайбы, закрепленных кольцом.

Привод распределительного вала. Распределительный вал приводится в движение при помощи зубчатой или цепной передачи (рис. 3.4). На двигателях грузовых автомобилей в основном применяют зубчатые передачи. Ведущая шестерня такой передачи (рис. 3.4, а) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо — на переднем конце распределительного вала и закреплено гайкой (см. рис. 3.3).

Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя.

image_3_4.gif

Рис. 3.4. Типы привода распределительного вала:
а — зубчатый; б — цепной

Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в зацепление по меткам (см. рис. 3.4, а) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни). Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготовляют с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном — чугунное (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, MA3-5335) или текстолитовое (двигатели автомобилей ГАЗ-БЗ-12, УАЗ-3151-01) колесо.

В двигателях легковых автомобилей семейств «Москвич» и ВАЗ (с приводом на задние колеса) газораспределительный механизм приводится в действие от колейчатого вала двухрядной втулочно-ролико-вой цепью (рис. 3.4,6), которая соединяет ведущую звездочку коленчатого вала со звездочкой распределительного вала и звездочкой валика привода масляного насоса и прерывателя-распределителя зажигания. При резком изменении частоты вращения коленчатого вала появляются колебания ветви, цепи, для их гашения служит пластмассовая колодка (успокоитель). С противоположной стороны колодки размещается башмак натяжного устройства. Один конец башмака закреплен на оси, а другой соединяется с регулировочным механизмом, прижимающим башмак к цепи. Цепь натягивают при помощи гайки регулировочного механизма.

В двигателях переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник» ВАЗ-2109 привод газораспределительного механизма состоит из двух зубчатых шкивов, установленных на коленчатом и распределительном валах, натяжного ролика и зубчатого ремня. Этим же ремнем приводится во вращение и шкив насоса охлаждающей жидкости.

Основной особенностью такого привода является зубчатый эластичный ремень с зубьями полукруглой формы. Его изготавливают из масло-стойкой резины, армированной кордом из стекловолокна. Зубья для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью.

Источник

Итак, как же все-таки работает двигатель V8?

V8 работает аналогично обычному рядному 4-цилиндровому двигателю. Он имеет 4-тактную систему впуска, сжатия, мощности и выхлопа, то есть 4 такта на цилиндр, что в общей сложности означает 32 такта. И если в рядном 4-цилиндровом двигателе за один оборот коленчатого вала срабатывает только один цилиндр, то в V8 при каждом повороте на 90 градусов в цилиндре происходит сгорание, что означает 2-цилиндровый огонь за один оборот коленчатого вала. Это гарантирует более плавную подачу энергии по сравнению со 4-цилиндровом силовом агрегате.

Как работает двигатель V8?

При этом разница в линейном двигателе и V-образном заключается в том, что их производителям необходимо было сбалансировать двигатель и поддерживать его центр тяжести.

Когда один поршень V8 достигает своей вершины, противовес находится прямо напротив него и уравновешивает усилие, а когда он поворачивается еще на 90 градусов, он уравновешивает другой поршень, подключенный к нему. При еще одном повороте на 90 градусов первый поршень достигает дна, а противовес уравновешивает нисходящее усилие с восходящим усилием, это повторяется для второго поршня.

Рядные двигатели

Классический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6). Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную. Но об этом ниже.

Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров. Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков». Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.

Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно. Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата. Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач. В основном моторы R6 устанавливают продольно.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью. Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD). К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.

У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.

Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.

Преимущества V-образных двигателей

Каждый конструктор в наше время может выделять какие-то определенные преимущество V-движков, в зависимости от тех задач, которые перед ними ставятся. Однако, если смотреть со стороны, то все моторы обладают рядом общих плюсов, которые просто нельзя не заметить, сравнивая с более простым и старым R-мотором. Таким образом, среди главных преимуществ двигателя с цилиндрами, расположенными под угловым наклоном, можно выделить сразу несколько.

Мощность и компактность. По сути, V-двигатель изначально разрабатывался как раз для достижения больших мощностей, при сохранении удобного и относительно небольшого размера. Стоит отметить, что и с первой, и со второй задачей, конструкторы сумели справиться. Более того, во многом новые двигатели в свое время даже превзошли ожидания инженеров.

Так, главной проблемой R-образного движка всегда было направление сил на вал. При перпендикулярной направленности, увеличение крутящего момента в каждой новой модификации требовало невероятных усилий и денежных затрат. С изобретением «V» эта проблема ушла сама собой, так как теперь на вал силы начали действовать с двух сторон не перпендикулярно, а по касательной. Таким образом, ускорение вала стало достаточным благодаря силе инерции. В то же время, предыдущие поколения ДВС считаются наиболее проблемными именно из-за отсутствия возможности увеличения максимального крутящего момента.

Кроме прочего, V-двигатели оказались очень компактным решением, при достижении такой большой мощности. Размеры, как высота, так и длина, значительно меньше, чем у других устаревших моделей двигателей внутреннего сгорания.

Из важных преимуществ стоит выделить жесткий коленвал, позволяющий увеличить срок эксплуатации двигателя и прочность всей его конструкции. Немаловажным остается и то, что конструкторы сумели значительно увеличить диапазон рабочих частот – теперь движок быстро набирает обороты и даже на пределе своих возможностей остается максимально стабильным.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...