Двигатель с двумя коленвалами

Метод дублирования. 11 примеров из конструкции ДВС

Обычно перед инженерами стоит непростой выбор — какой привод выбрать? Идеальным решением конечно будет полный привод, но помимо проблем с развесовкой по осям тут всплывают и дополнительные сложности из за трансмиссии. Простым решением проблемы может служить решение установить два двигателя в автомобиль.

Первые серийные 2-х моторные автомобили появились еще в 1935-ом году.

Немецкая фирма Vidal & Sohn Tempo-Werk GmbH» пытаясь выиграть военный заказ предложила простой и технологичный автомобиль под названием Tempo 1200G.

Число 1200 отображало суммарный объем двух двухтактных моторов, а мощность до 36 л.с. Из оригинальных решений кроме моторов стоит отметить два запасных колеса расположенных по бортам между передней и задней осью. Такое решение позволяло машине передвигаться по бездорожью без риска повредить днище.

Серийный выпуск модели 1200G продолжался до 43-го года, но и после производство продолжилось уже для нужд других стран (Австрия, Турция, Финляндия, Румыния, Болгария, Дания).

Следующий «двухмоторник» — Citroen Sahara.

Этот автомобиль созданный на базе легендарной малолитражки Citroen 2CV стал результатом борьбы за нефтяные контракты в Африке. Простое решение с двумя моторами понравилось заказчикам и в результате в период с 1960 по 1966 год было построено 692 Citroen Sahara. Возросшая мощность и выбор между 3 типами привода на машине были высоко оценены и… сейчас цена этих раритетов одна из самых высоких среди 2CV (от 100 000$).

Кроме этих двух серийных машин были и другие двухмоторные автомобили.

Mini Cooper Twini.

VW Golf II Pikes Peak

VW Scirocco 280/4

MTM TT Bimoto

Не стабильный на лосином тесте MB A-Class был проблемой для имиджа марки.

Дело в том что автомобиль обладал слишком большой «парусностью» по отношению к массе, из-за особенностей установки мотора. В AMG придумали как решить эту проблему… установив сзади второй двигатель!

В А38 установили два двигателя от А190 общей мощностью 254 л. с. и моментом 360 Нм. С помощью такой силовой установки А38 стал набирать 100 км/ч всего за 5,7 с, а максимальная скорость достигла 230 км/ч. Кроме того, спецы AMG уменьшили клиренс на 10 мм.

Интересно, что задний двигатель запускается отдельно от переднего с помощью специального переключателя, встроенного в блок управления стеклоподъемниками.

2 турбины для ДВС (всего несколько десятилетий и уже стандартное решение)

Две турбины на автомобиле сейчас уже не вызывают удивления (некоторые машины уже имеют и больше), но по прежнему с точки зрения надежности это одно из наиболее приемлемых решений. Аналоги решения проблемы инерционности турбины вроде Variable-Nozzle Turbine и электро-турбины пока не настолько простое решение, а часто даже не всегда необходимое.

Преимущества двух турбин в виде уменьшения времени турбо-задержки, увеличения мощности и экономичности в широком диапазоне оборотов двигателя хорошо отработаны на ДВС абсолютно разного назначения и объема.

Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз». Сейчас технология несколько «усложнилась» и две турбины теперь разного размера для обеспечения стабильной тяги без «турбо-ямы».

Главное преимущество — увеличение мощности при относительно небольших габаритах ДВС по сравнению с атмосферной версией впрочем тоже имеет свои пределы, но во многом проблемы связаны уже с очередным «удвоением» количества турбин до четырех («квадро-турбо» от BMW).

2-х режимный впуск (впуск изменяемой геометрии). Проблема выбора между двух «зол» решена

Не зря многие автомобилисты сравнивают мотор с сердцем. Процессы внутри ДВС во многом схожи с пульсирующим органом, так как тоже состоят из целого ряда пульсаций.

В процессе работы двигателя во впускном коллекторе так же возникают пульсации из за цикличности процесса всасывания воздуха и выпуска отработавших газов. При определенном резонансе движения волн воздуха внутри коллектора это может даже помочь наполнению цилиндра, но проблема в том что этот процесс работает только на определенном диапазоне оборотов. Все остальные пульсации выше или ниже этой планки вредят процессу смесеобразования в ДВС.

Для решения этой проблемы иногда ставят «длинный» впускной коллектор (если нужна хорошая тяга на низких оборотах), или «короткий» (для высоких оборотов). Разумеется со временем инженеры задумались о «совмещении функций» в одном устройстве и создали впускной коллектор изменяемой геометрии.

Лучший пример «зачем это надо?» это дыхание во время бега человека. При небольших нагрузках мы предпочитаем дышать носом, но когда воздуха не хватает «всасываем» воздух уже ртом и носом (при критически высоких нагрузках — только ртом).

Впуск переменной длины сейчас применяется как в дизельных, так и бензиновых двигателях. Даже на ВАЗ такой делали. В надувных двигателях впускной коллектор переменной длины не используется, т.к. необходимый объем воздуха в камере сгорания обеспечивается механическим нагнетателем или турбокомпрессором.

От 2 клапанов к 4-м (удвоение)

Количеством клапанов на цилиндр сейчас мало кого удивишь, а тем не менее этот показатель когда то вызывал интерес у водителей 90-х. Как всякая новая технология в те времена она обросла целым рядом мифов, которые изжили себя уже в наше время (конечно представить себе удвоение движущихся деталей без сопутствующих проблем сложно, но по факту вышло именно так).

Увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло. Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель в целом был надежнее аналогичного 2-х клапанного.

Тема увеличения количества клапанов так же неизменно связана с другим видом «раздвоения» — установкой двух распредвалов в ГБЦ ДВС.

2 распределительных вала (DOHC)

Двигатели с 2 распределительными валами получили обозначение DOHC (Double OverHead Camshaft) что буквально означает «двойной верхний распределительный вал». Широкое распространение данная конструкция получила во многом за счет предыдущих преобразований в ДВС (увеличение оборотов которое непосредственно определило внедрение большего количества клапанов, электронного впрыска и т. д.). Для таких условий эксплуатации простота и надежность работы сыграла решающую роль. Так же «двойной распредвал» позволил более точно выставлять фазы ГРМ что увеличивало показатели мощности из за качественно улучшенного смешивания топливной смеси в цилиндрах ДВС.

Так переделка ГБЦ с 8 клапанной в 16-ти уже сейчас не представляет особых проблем.

2х рядная цепь ГРМ

После внедрения DOHC стал закономерный вопрос — чем приводить в движение распределительные валы в ГБЦ? Так как раньше привод осуществлялся толкателями (что и было причиной ограничения максимальных оборотов двигателя), а сейчас подобный метод свел бы в ноль все преимущества двух распредвалов и многоклапанности. Выход был простой — либо ремнем, либо цепью, и именно выбор цепи в данном случае с точки зрения надежности самый оптимальный.

Наиболее надежным приводом до сих пор считается двухрядная цепь. Сроки эксплуатации цепи совпадают с сроками службы самого двигателя, а двухрядная по понятным причинам еще и более износоустойчива в процессе работы. С временем правда необходимость в высокой надежности отпала, и на данный момент ремни ГРМ и менее надежная однорядная цепь более популярный вариант.

В наше время есть примеры «тюнинга» отечественной техники в виде установки 2-х рядной цепи на «Ниву».

2-х массовый маховик

Словосочетание двухмассовый маховик на первый взгляд все же не подпадает под определение дублирования, но как и впуск переменной длины по сути является объединением двух противоречий.

Аббревиатуры ДММ (двухмассовый маховик), ZMS (Zweimassenschwungrad) и DMF (dual mass flywheel) обозначают на трех языках одно и то же изделие – маховик с двумя подвижными друг относительно друга корпусами из стали на одной оси. Внутри одного из корпусов находится сердце механизма – демпфирующий механизм и подшипник.

Основа идеи разделения масс — избавление от резонанса возникающего на определенных оборотах двигателя, и необходимость избавления от демпферов крутильных колебаний для которых просто не оставалось места. Резонанс так или иначе все равно проявляется на моторах с облегченным и обычным маховиком, если нет гасителей этих колебаний. Перенос функции демпфирования крутильных колебаний в двухмассовый маховик позволил избавиться не только от опасности резонанса в двигателе, но и исключил эту же проблему в трансмиссии.

Недостатком подобного совмещения в эксплуатации стала необходимость замены ДММ вместе с комплектом сцепления по истечению срока службы, так как ресурс двух агрегатов примерно одинаковый. В результате повышенная надежность и возможность переносить более высокие пиковые нагрузки ДММ не так заметна для потребителя как сам факт необходимости замены этой традиционно «вечной» детали в автомобиле.

Фактически понятие надежность тут стоит воспринимать не как фактор повышенного ресурса маховика, а как влияние использования ДММ на общую надежность мотора и трансмиссии.

2 шатуна на круглый поршень — это лучше чем 2 шатуна на овальный как у Хонды …

Очень странной конструкцией с двумя шатунами в ДВС удивляли дважды.

Первый как это обычно бывает сильно удивил, но не «взлетел», а второй стал более успешным. Оба раза речь шла о двигателе мотоцикла!

В 1977 году Хонда решила кардинально изменить свое положение в мотоспорте установив на мотоцикл четырехтактный двигатель с 8 клапанами на цилиндр, и двумя шатунами. Это решение было очень сложным технически, но чего не сделаешь для победы в гонках?

Итог испытаний показал что выигрыша эта конструкция не давала и постоянно ломалась.

Вторым удачным двухшатунным ДВС стал двухцилиндровый турбодизель на мотоцикле NEANDER 1400 TURBODIESEL.

Количество инноваций в моторе огромно, так как изначально планировалось делать его для выступлений на MotoGP, но дальше что то пошло не так… и получился уникальный круизер на солярке. Упрощённо это звучит так – в двух цилиндрах по поршню, который передает момент на шатуны, соединенные с двумя коленвалами. Коленвалы соеденены шестернями и вращаются в разные стороны. Такой конструкторский порыв позволил в результате уравновесить боковые силы действующие на поршень и устанавливать поршни без “юбок”.

Главная проблема моторов – потери на трение и износ в данном случае решена методом уравновешивания, что позволило уже на эксперементальной конструкции для MotoGP (на бензине) достичь 12 тыс. Оборотов. Поэтому 4 – 4. 5 тыс. Оборотов для дизеля не оказывают негативного воздействия на мотор.

2 поршня на цилиндр, или «оппозитник» наоборот

Мотор с встречным движением поршней или двигатель с противоположно-движущемся поршнями (ПДП) вопреки его современному маркетинговому прототипу все таки не только существовал, но и успешно эксплуатируется до сих пор.

Двигатели этой схемы применяются в тепловозах, танках, авиации и судостроении.
Первый ПДП был построен еще в 1900 году компанией Gobron-Brillié, а уже в 1903 году автомобиль с этим мотором достиг скорости 100 миль в час! Далее немного переделанная кострукция французов уже использовалась в авиации фирмой Юнкерс.

Дизельный вариант ПДП был построен в России инженером Р.А. Корейво, и запатентован в 1907 году во Франции.

Двигатели

Двигатели → Двухцилиндровые V-образные и двухцилиндровые рядные мотодвигатели

Вопрос, почему двухцилиндровые V-образные двигатели и двухцилиндровые рядные моторы отличаются друг от друга, является весьма важным и требует некоторого рассмотрения. Фактически у всех мотопроизводителей есть свои двухцилиндровые моторы.

Взяв один тип двигателей V-Twin, можно заметить, что они все отличаются расположением цилиндров, которое колеблется от 42 до 90 градусов. Например, Harley-Davidson придерживают традиций и используют моторы с 45 градусами между цилиндрами. В то же время двухцилиндровые моторы Ducati зачастую называют L-Twin из-за расположения цилиндров под углом 90 градусов. Кроме того, есть множество компаний, которые использовали V-Twin`ы самых разнообразных форм. Чтобы понять разницу между ними, рассмотрим принцип действия двигателей.

Начнем с V-Twin. Один цикл в четырехтактных моторах совершается за два оборота коленчатого вала. Первый цикл (поворот на 180 градусов) — впрыск, положение поршня вверху (верхняя мертвая точка) и открытый впускной клапан. Далее благодаря вращению коленвала поршень опускается вниз, всасывая топливную смесь. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки (конец хода), закрывается впускной клапан и поршень идёт вверх до точки, пока топливная смесь не будет сжата до фиксированной степени. В это же время срабатывают свечи зажигания, топливная смесь взрывается и автоматически двигает поршень обратно вниз. Параллельно открывается выпускной клапан, выхлопные газы уходят из цилиндра, а поршень поднимается вверх.

Теперь посмотрим на рядные двухцилиндровые двигатели. Есть две самых распространенных конструкции:
• угол зажигания 180 градусов, один поршень идет вниз, другой верх
• угол зажигания 360 градусов, оба поршня ходят параллельно вверх и вниз, но воспламеняются по очереди за каждый оборот коленвала

Также стоит отметить, что в наши дни компания Triumph использует двигатель с 270 градусами на мотоцикле Thunderbird. Он фактически повторяет свойства V-образного двигателя с 90 градусами между цилиндрами, потому что у V-Twin 90* воспламенение происходит каждые 270 градусов оборота коленвала.

У каждой конструкции двигателя свои преимущества. Компактные габаритные размеры двухцилиндровых рядных двигателей являются более приемлемыми при проектировании шасси, у инженеров есть возможность перемещать двигатель вперед или назад, тем самым можно найти оптимальный центр тяжести и распределение масс мотоцикла в целом.

В большинстве своем V-образные двигатели располагают в шасси мотоциклов продольно, так как поперечное расположение создает риск повреждения ребер охлаждения и цилиндров. Таким образом, инженерам сложней найти оптимальные параметры распределения веса, но в то же время мотоцикл получается тоньше между коленями байкера.
Существует неправильное представление о мощности, крутящем моменте и вибрации В-твинов и рядников. В основном конфигурация двигателя фактически не влияет на мощность и рабочие характеристики. Многое зависит от настроек мотора и трансмиссии.

В наши дни основная проблема — это вибрации. Все производители заинтересованы в комфорте мотоциклиста и вибрации становится большой проблемой. Harley-Davidson используют различные резиновые «подушки» и демпферы, которые гасят вибрации двигателя. Что касается двухцилиндровых рядных двигателей, то в наши дни их конструкции оптимально сбалансированы, поэтому вибрации не такие сильные. Для сравнения можно взять старинный мотоцикл Triumph Bonneville 1960-ых годов и современный Bonneville T100 (оба двухцилиндровые рядники с 360-градусным зажиганием). Согласно экспертам современный мотоцикл вибрирует совсем немного в сравнении с родоначальником.

В то же время конструкция двигателей Ducati фактически исключает собственные вибрации. Из-за расположения цилиндров под углом 90* движения противоположного поршня всегда противодействует вибрации цилиндра, в котором детонирует топливо.

В общем можно отметить, что рецепта на лучший двигатель нет. Все они хороши, многое зависит от трансмиссии, выхлопа и предпочтений байкера.

Наша взяла: как и почему ВАЗ-2101 получил верхневальный двигатель

В середине шестидесятых годов в СССР произошло эпохальное событие – началось строительство нового автозавода для выпуска лицензионной версии Fiat 124. Вопреки бытовавшему мнению, "русская" модификация под индексом ВАЗ-2101 довольно существенно отличалась от итальянского исходника, о чем мы уже рассказывали. Главное отличие советской машины скрывалось под капотом – это был двигатель оригинальной разработки, который в своё время даже стал поводом для серьезного разногласия между нашими инженерами и итальянской стороной. Сегодня мы подробно вспомним эту малоизвестную историю, о которой в те времена говорить было не принято.

В мае 1966 года в Турине министр автомобильной промышленности СССР Александр Тарасов и президент Fiat Витторио Валетта подписали протокол «О сотрудничестве в области разработки конструкции автомобиля, проекта автомобильного завода и его строительства в СССР», в результате которого и началось строительство предприятия в Тольятти. Кроме технического проекта самого автозавода, советская сторона в рамках заключенного контракта получила и полную документацию на две модели Fiat.

Нижневальный

Однако всесторонние испытания Fiat 124 тут же показали, что он требует модернизации с учетом дорожных и климатических условий СССР, которые заметно отличались от западноевропейских.

Кроме того, внимательно изучив конструкцию автомобиля, некоторые советские специалисты довольно скептично отнеслись к его отдельным решениям. Так, Fiat 124 оснащался достаточно архаичным двигателем с нижним расположением распределительного вала и штанговым приводом клапанов, хотя в Турине в то время уже вовсю «обкатывались» куда более прогрессивные по конструкции моторы – с двумя верхними распредвалами и ременным приводом газораспределительного механизма.

На фото: шасси Fiat-124

Нижневальный двигатель и задние дисковые тормоза – наиболее заметные технические отличия Fiat 124 от «копейки»

Наши инженеры своими глазами наблюдали на испытательных стендах опытные образцы таких двигателей, да и в моторной линейке новейшей разработки Fiat под индексом 125 вариант с верхним расположением распредвала уже был предусмотрен. Более того, к тому моменту, когда в СССР активно занимались доработкой Fiat 124 применительно к советским условиям, фиатовские конструкторы уже начали работу над новым верхневальным мотором объемом 1,2 литра, но еще не успели довести его до уровня серийного изделия. Именно поэтому итальянцы хотели поставить в Советский Союз оборудование для выпуска давно «обкатанного» двигателя прежней конструкции — с нижним расположением распредвала.

Fiat-125 – редкое сочетание архаичной рессорной подвески сзади и двух распределительных валов в головке блока цилиндров!

Нижневальный мотор устанавливался на различные модификации Fiat 124

На тот момент Fiat еще не выпускал серийно ни одного двигателя со схемой OHC, на которой настаивали советские специалисты. Поэтому представители фирмы даже обсуждали с нашими инженерами возможность перехода на новый мотор через три года — уже после запуска первенца Волжского автозавода в серийное производство. Однако такой вариант не устроил «вазовцев», поскольку чрезмерно усложнил бы и без того не самый простой процесс адаптации и запуска в серийное производство чужой машины. Не будем забывать, что доработка конструкции Fiat 124 шла одновременно со строительством самого завода!

Противостояние

Не соглашаясь на требования, выдвинутые советской стороной по конструкции мотора, итальянцы административным путём пытались оказать давление на «несогласных» членов советской делегации, которые должны были подписать соглашение. Ведь «советский» экземпляр завизировали не все наши представители — главный конструктор завода МЗМА Александр Фёдорович Андронов так и не поставил свою подпись под протоколом. На него под влиянием итальянских специалистов пытались психологически «воздействовать» присутствовавшие в составе делегации чиновники родного Минавтопрома, но. не получилось.

Профессор Андронов выдвигал подобные требования отнюдь не просто так: в конце 1964 года на Московском автозаводе занялись созданием мотора М-412 новой конструкции. Как нетрудно догадаться, он отличался от «фиатовского» мотора именно теми конструктивными решениями, которые столь упорно и отстаивал главный конструктор МЗМА. Ведь к моменту, когда Андронов принимал участие в переговорах по Fiat 124, первые образцы «четыреста двенадцатых» двигателей с верхним распределительным валом уже были изготовлены и продемонстрировали на испытаниях отличные результаты. Этим как раз и объяснялось категорическое нежелание советского практика согласиться с устаревшей компоновкой OHV для новой машины, которой предстояла длинная конвейерная жизнь.

Таким образом, не достигнув консенсуса, обе стороны договорились о последующей встрече для уточнения формулировок и урегулирования спорных вопросов. Вскоре советские специалисты получили письмо, подписанное президентом Fiat профессором Валеттой, в котором итальянская сторона подробно аргументировала свой отказ от внесения изменений в конструкцию двигателя будущего ВАЗ-2101. Кроме верхнего расположения распределительного вала, Андронов настаивал и на других радикальных нововведениях — в частности, изготовлении блока цилиндров из алюминиевого сплава, а также установке так называемых «мокрых» гильз.

В конце июля 1966-го произошла смена руководства Fiat: пост Валетты занял Джанни Аньелли, являвшийся внуком основателя итальянской марки. Именно поэтому Генеральное соглашение о сотрудничестве СССР и Fiat в августе 1966 года с итальянской стороны подписал именно Аньелли, а не Валетта.

В дальнейшем стороны все же пришли к «общему решению», пойдя на компромисс: советские специалисты согласились на чугунный блок без гильз, по-прежнему отстаивая верхнее расположение распределительного вала и наличие водяных каналов системы охлаждения между цилиндрами.

Интересно, что уже в июньском номере журнала За Рулем за 1968 год сообщалось о верхнем расположении распределительного вала, но в описании также фигурировали гильзы в блоке, которых на серийных моторах не было. Хотя… есть и малоизвестный факт: в начале семидесятых годов на ВАЗе все же изготовили партию двигателей с гильзованным блоком, однако впоследствии от этой идеи окончательно отказались.

Фактически, речь шла о создании нового двигателя — точнее, быстрой реализации той самой перспективной разработки Fiat, которую наши специалисты видели в Италии.

Рабочий объем при этом остался неизменным (1 198 см³), однако геометрия мотора существенно изменилась, ведь диаметр цилиндров увеличили с 73 до 76 мм, а ход поршня при этом уменьшили с 71,5 мм до 66 мм.

Наша взяла: ключевым отличием советской машины от итальянского исходника стал двигатель с верхним распределительным валом

Такой приём позволил в дальнейшем конструкторам при неизменном межцентровом расстоянии цилиндров в 95 мм «поиграться» с ходом поршня и диаметром цилиндров, изменяя рабочий объем двигателя — сначала до 1,5 л (двигатель 2103), затем до 1,3 (21011) и даже до 1,6 л (2106). Причем как «базовый» двигатель объемом 1,2 литра, так и более мощную «полторашку» для ВАЗ-2103 предоставили итальянцы. Работа по этим моторам, как и по общей конструкции модернизированных версий Fiat 124R и Fiat 124S, велась итальянской инженерной группой под руководством Данте Джакозы в период 1967-1969 годов. Любопытно, что Fiat даже был готов предоставить двухраспредвальный 90-сильный двигатель Fiat-125 для «люксовой» модификации седана под индексом 2103, однако в целях унификации на ВАЗе от него отказались в пользу мотора с одним распредвалом, но увеличенным до 1,5 литра рабочим объемом.

Почему же советские специалисты так настаивали на верхнем расположении распределительного вала? Такая конструкция была заметно компактнее и проще, поскольку в ней не было «лишних» штанг, и кулачки распредвала воздействовали через рычаги прямо на клапаны. Вдобавок «верхневальный» мотор теоретически был более «крутильным», то есть, он легче набирал обороты, что подтвердилось на практике при сравнении «москвичевских» двигателей М-408 и М-412.

Последующие испытания опытных образцов верхневального варианта показали, что «короткоходный» двигатель советской машины на практике оказался более тяговитым и приёмистым, чем итальянский исходник.

Кроме того, с учетом отечественных реалий автомобиль оснастили храповиком и предусмотрели в бампере отверстие под «кривой» стартер – пусковую рукоятку. Правда, высокооборотистый двигатель Жигулей завести с её помощью было невозможно, а предполагалось, что в сильный мороз водитель лишь прокрутит предварительно вручную коленчатый вал для того, чтобы в дальнейшем запустить мотор с помощью стартера.

К середине 1969 года конструкция двигателя (как и автомобиля в целом) уже была согласована окончательно. Таким образом, отечественный автомобиль в числе восьми сотен других отличий от Fiat 124 получил и другой двигатель.

В чём истинная прелесть моторов V8

Мотор с конфигурацией V8 подразумевает наличие восьми цилиндров, расположенных двумя рядами по четыре в виде буквы V. Технически это две рядные «четвёрки», расположенные с наклоном по отношению друг к другу, с общим коленчатым валом. Такие моторы частенько используются на мощных легковых автомобилях высшего ценового сегмента и на спорткарах, а также на многих грузовиках. Конфигурация и количество цилиндров предполагают внушительный рабочий объём – на легковушках он редко опускается ниже отметки в 3 литра, а на серьёзных грузовиках достигает 20 и более литров.

По теме

Сегодняшние движки V8 относятся к моторам высшего уровня для «гражданских» легковых машин. Однако их судьба фактически предрешена – рано или поздно они полностью исчезнут из продажи из-за колоссального объёма, зверского аппетита и грядущего массового перехода на электротягу. Это нисколько не мешает V8 оставаться настоящей мечтой для любого почитателя олдскула и, особенно, американской школы автопрома.

Прародителем автомобильных V8 принято считать 3,5-литровый движок Rolls-Royce, выпущенный в самом начале прошлого века. Настоящий же бум производства V8 начался с 1920-х годов в США. К 1930-м эти моторы стали настолько популярными в Америке, что оказались под капотами всех классов машин, за исключением самых маленьких. К концу 1970-х на их долю приходилось порядка 80% всего рынка. И этот успех нельзя назвать случайным.

Схему расположения цилиндров в виде буквы V начали применять, в первую очередь, в компоновочных целях: она позволяет расположить большое количество цилиндров в относительно компактном подкапотном пространстве. Блоки цилиндров, как правило, располагают под углом в 90° по отношению друг к другу. Это позволяет уменьшить высоту силового агрегата и понизить центр тяжести, что улучшает управляемость автомобиля.

По теме

Одна из фишек моторов V8 заключается в том, что они обладают значительно большим крутящим моментом по сравнению с классическими рядными движками. Силы на коленчатый вал передаются от поршней с двух сторон по касательной, что создаёт большую инерцию и помогает коленчатому валу раскручиваться быстрее. Сам коленчатый вал на V8 обладает конструктивно большей жёсткостью и может долго работать на предельных режимах. Этот факт положительно сказывается на ресурсе силового агрегата.

Уравновесить движки V8 и почти полностью избавить их от вибрации помогают коленчатые валы, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На щеках крайних цилиндров на коленчатом валу обычно устанавливаются противовесы. Плавность работы достигается, в том числе, равномерным чередованием вспышек в цилиндрах. Любят автомобилисты моторы V8 обычно не за высокий ресурс, большой объём или статусность. Главное – это то, как такие «восьмёрки» звучат. А звучать они могут по-разному.

Если шатуны противоположных цилиндров в моторе V8 имеют общие шатунные шейки коленвала, число шатунных шеек — 4. В таком случае центральные кривошипы коленвала направлены в одну сторону, а пара крайних развёрнута на 180° относительно средних. Это позволяет максимально облегчить коленвал и заставить мотор хорошо «дышать». Такой V8 по сути представляет собой четыре последовательно соединённых двухцилиндровых V-образных двигателя. Зажигание происходит в цилиндрах последовательно и перемещается влево-вправо. Звучит такой мотор – как на настоящей олдскульной Формуле. Услышать его можно, к примеру, на спорткарах европейской школы.

Если V8 имеет так называемый крестообразный коленвал, у которого крайние шатунные шейки повёрнуты относительно средних на угол 90° и развёрнуты на 180° друг относительно друга (средние шейки также развёрнуты на 180°), в каждом отдельном ряду цилиндров вспышки происходят с неравномерными интервалами. Как раз эта особенность и порождает характерный бубнёж моторов V8, за который многие покупатели готовы в прямом смысле продать душу. Этот тип моторов используется на многих тяжёлых внедорожниках и пикапах, поскольку любит небольшие обороты и обладает прекрасным ресурсом.

По теме

Оба типа V8 буквально гипнотизируют автомобилистов и дарят истинное наслаждение от вождения. Вот почему, когда с конвейера сойдёт последний в мире V8, на планете наверняка будет объявлен траур.

V-образный восьмицилиндровый двигатель

V-образный 8-цилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением восьми цилиндров двумя рядами по четыре, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто его обозначают как V8 (англ. «Vee-Eight», «Ви-Эйт»)

Содержание

Общий обзор

V8 — конфигурация, часто используемая в автомобильных двигателях большого рабочего объёма. Редкие V8 обладают рабочим объёмом менее трёх литров. Максимальный же рабочий объём современных серийных V8 для легковых автомобилей достигает 8,5 литров. Получивший широкое распространение российский дизель ЯМЗ-238 имеет рабочий объём 14,9 л. На крупных тракторах и грузовых автомобилях встречаются двигатели V8 рабочим объёмом до 24 л.

V8 также часто используется в высших эшелонах автоспорта, особенно в США, где он обязателен в IRL, ChampCar и NASCAR. В 2006 году Формула 1 перешла на использование безнаддувного двигателя V8 объёмом 2,4 литра взамен 3-литровых V10, с целью снижения мощности автомобилей.

Обычно V8 предполагает обилие крутящего момента на низких и средних оборотах, при этом весьма вяло крутится после 6500 об/мин. Двигатели с такой характеристикой устанавливаются на американские автомобили — в наше время преимущественно пикапы и внедорожники, дорогие модели фирм Mercedes-Benz, Lexus и так далее. Благодаря хорошей и ровной тяге, такие моторы основную часть времени работают на небольших оборотах, что положительно сказывается на моторесурсе и акустическом комфорте. В паре с ними оптимально использование классической гидромеханической автоматической трансмиссии, так как потери в гидравлическом элементе при характерных для них значениях крутящего момента и небольших максимальных оборотах сравнительно невелики.

Однако конфигурация применяется и на высокооборотных двигателях, например Ferrari, при этом как правило двигатель имеет «плоский» коленвал. Две центральные шейки такого коленвала направлены в одну сторону, а пара крайних — в противоположную центральным, в результате достигается кривая крутящего момента, сдвинутая к 7000-8500 об/мин, а на оборотах ближе к низким двигатель «спит». Также вследствие этого двигатель по-другому звучит — вкупе с настроенным выпуском это дает характерное «формульное», «металлическое» звучание.

Углы развала

Наибольшее число V8 использовали и используют угол развала в 90°. Такая компоновка позволяет создать широкий, но сравнительно низкий двигатель с оптимальными поджигом смеси и относительно низким уровнем вибраций.

Поскольку многие двигатели конфигураций V6 и V10 были созданы на базе V8, они также часто имеют угол развала 90°.

Часто используются балансирные валы или усложнённые (относительно рядных двигателей) коленвалы, устанавливаемые для снижения уровня вибраций, так как сам по себе четырёхтактный V8 не является сбалансированным двигателем и работает как два четырёхцилиндровых двигателя с общим коленвалом. Двухтактные V8 полностью сбалансированные.

В качестве примера двигателя с отличным от 90° углом развала можно взять Ford/Yamaha V8 используемый в автомобиле Ford Taurus SHO. Он был разработан на базе мотора Ford Duratec V6 и имеет общий с ним угол развала в 60°. Одна из версий этого двигателя используется в автомобилях Volvo начиная с 2005 года.

История

В 1902 году француз Леон Левассер (Léon Levavasseur) получил патент на двигатель Antoinette V8, производство которого было начато в 1904 году. Он устанавливался на малые суда и самолёты.

В 1905 году английская фирма Rolls-Royce построила 3 экземпляра модели V8 с двигателем рабочим объёмом 3535 см³.

В 1910 году французский производитель De Dion-Bouton представил публике 7773-кубовый V8 для автомобиля. В 1912 году он был экспонатом выставки в Нью-Йорке, где вызвал неподдельный интерес у публики. И хотя сама фирма выпустила очень немного автомобилей с этим двигателем, в США идея V8 большого рабочего объёма «пустила корни» всерьёз и надолго.

Первым относительно массовым автомобилем с V8 стал Cadillac модели 1914 года. Двигатель имел объём 5429 см³ и был нижнеклапанным, в первый же год было выпущено порядка 13 тысяч «Кадиллаков» с этим двигателем. Oldsmobile, другое подразделение GM, в 1916 году выпустил собственный V8 объёмом 4 литра. Chevrolet начал выпуск 4,7-литровых V8 в 1917 году, но в 1918 году фирма была включена в состав GM на правах подразделения и сосредоточилась на выпуске экономичных «народных» автомобилей, которым по понятиям тех лет V8 не полагался, так что производство двигателя было прекращено.

В сегмент недорогих автомобилей V8 перенесла фирма Ford с её Model 18 (1932). Технической особенностью двигателя этого автомобиля был блок цилиндров в виде одной чугунной отливки. Это нововведение потребовало значительного усовершенствования технологии литья. Достаточно сказать, что до 1932 года создание подобного двигателя представлялось многим технически невозможным. V-образные двигатели тех лет имели отдельные от картера цилиндры, что делало их изготовление сложным и дорогостоящим. Двигатель модели 18 получил название Ford Flathead и выпускался до 1954 года, когда его сменил верхнеклапанный Ford Y-BLock. На других американских автомобилях этого ценового сегмента (Plymouth, Chevrolet) V8 появились лишь в пятидесятые годы.

Начиная с 1930-х — 1940-х годов двигатели конфигурации V8 получили с Северной Америке очень широкое распространение. Вплоть до 1980-х годов версии, оснащённые двигателями V8, имели североамериканские модели всех классов, кроме субкомпактов. В частности, на конец 1970-х годов, до 80 % выпущенных в США легковых автомобилей имели двигатель конфигурации V8. Поэтому двигатели V8 как правило ассоциируются именно с североамериканской автомобильной промышленностью, значительная часть терминологии так же имеет американское происхождение.

В Европе же в довоенные и первые послевоенные годы такими двигателями оснащали преимущественно автомобили высших классов, собираемые в мизерных количествах вручную. Например Tatra T77 (1934—1938) имела 3,4-литровый V8 и была выпущена в количестве всего 249 единиц [1] .

В 1950-е годы в производственной программе европейских производителей премиум-сегмента появляются серийные модели с V8, например, BMW 502 или Facel Wega Excellence (последняя имела американский двигатель производства Chrysler).

Но и впоследствии они оставались на европейских легковых автомобилях относительно редкой экзотикой. После нефтяного кризиса начала семидесятых годов же, двигатели большого рабочего объёма в Европе вообще сильно потеряли спрос, и после этого V8 встречались лишь на самых дорогих комплектациях автомобилях таких производителей категории «премиум», как BMW или Mercedes.

Примечания

1. ↑CARS & HISTORY: TATRA T77 & T77A (1933-1938).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Audi A8 — на Викискладе … Википедия

Mercedes-Benz — У этого термина существуют и другие значения, см. Мерседес (значения). Mercedes Benz … Википедия

Развитие формы кузова легкового автомобиля — Основная статья: Автомобильный дизайн Форма автомобиля зависит от конструкции и компоновки, от применяемых материалов и технологии изготовления кузова. В свою очередь, возникновение новой формы заставляет искать новые технологические приёмы и… … Википедия

Messerschmitt Bf.108 Taifun — Bf 108 «Taifun» XC 44 / Aldon Тип связной Разработчик Вилли М … Википедия

Ме-108 — Bf 108 Taifun XC 44 / Aldon Тип связной Разработчик Willy Messerschmitt Производитель Bayerische Flugzeugwerke Первый полёт 1934 Основные эксплуатанты … Википедия

Ме.108 — Bf 108 Taifun XC 44 / Aldon Тип связной Разработчик Willy Messerschmitt Производитель Bayerische Flugzeugwerke Первый полёт 1934 Основные эксплуатанты … Википедия

Ме 108 — Bf 108 Taifun XC 44 / Aldon Тип связной Разработчик Willy Messerschmitt Производитель Bayerische Flugzeugwerke Первый полёт 1934 Основные эксплуатанты … Википедия

Мессершмитт Bf.108 — Bf 108 Taifun XC 44 / Aldon Тип связной Разработчик Willy Messerschmitt Производитель Bayerische Flugzeugwerke Первый полёт 1934 Основные эксплуатанты … Википедия