V образный двигатель

Современный мир представить без частных автомобилей просто невозможно. Машины могут быть роскошью, увлечением, возможностью получать адреналин и даже «кормильцем» семьи. Собственно, сердцем любого автомобиля остается мотор, одним из самых популярных видов которого считается распространенный V двигатель. Он работает по тому же принципу, что и любой другой ДВС, но отличается расположением цилиндров, благодаря которому V-образный двигатель и получил свое название.

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.

Виды и модификации V-двигателя

Чаще всего классификация автомобильных двигателей происходит исходя из порядка работы. Когда мы говорим о V-двигателях, порядок оказывается совершенно не важным, так как разделение на типы и классы идет исключительно по количеству цилиндров в движке и особенностях их расположения относительно друг друга.

Наиболее распространенными считаются движки, которые имеют угол расположения цилиндров в сорок пять и девяносто градусов. Также популярен и шестидесяти градусный угол. Чаще всего их можно встретить в серийных автомобилях и мотоциклах.

Основная классификация V-образных моторов в современном автопроизводстве выглядит следующим образом – бюджетные и серийные автомобили среднего класса используют V2 и V6. Среди производителей спортивных машин чаще всего можно встретить обычный или турбированный V8. Также существуют «V» 3, 4, 5, 10, 12, 14, 16, 18, 20 и 24.

Двух- и четырехцилиндровые движки используются исключительно в мотоциклах. Впрочем, особо мощные спортивные мотоциклы могут быть оснащены и более сильным V-двигателем, вплоть до шестицилиндрового. Для мотоциклов такие моторы обладают просто невероятной мощностью, позволяя развивать очень большую скорость.

В обычных серийных автомобилях вы скорее всего найдете под капотом шести- или восьмицилиндровую «V». Но, когда мы говорим о моделях со спортивными характеристиками, работает то же правило, что и для мотоциклов – многие ставят более мощные и сильные двигатели. Так, в премиумных спорткарах используются движки вплоть до мощнейшего V 12, а дорогие авто бизнес-класса с функцией «sport» могут быть оснащены десяткой. Однако, установка более сильного мотора является очень сложной задачей, так как для обеспечения его корректной работы требуется переработка практически всех базовых систем машины.

Далее стоит взглянуть на «высшую лигу» — самолеты и корабли. Здесь действительно настоящий рай для «V». Используется большой диапазон мощностей – от четырех цилиндров до двадцати четырех. По сути, в кораблестроении и авиации можно встретить буквально любой из классов подобного двигателя – пятерки, восьмерки, десятки, с двенадцатью и восемнадцатью цилиндрами – все это активно эксплуатируется в данных сферах. Это обусловлено тем, что в этих отраслях нужны, как очень мощные двигатели, так и достаточно слабые, для выполнения каких-то определенных задач. Например, если посмотреть на современный корабль, то быстро становится понятно, что ряд его жизненно важных систем не требует большой мощности, но вот надежность, который славятся V-двигатели, всегда в цене.

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.

Основные минусы V-двигателей

Как показывает практика, даже при самых впечатляющих преимуществах, любые моторы имеют и свои неоспоримые минусы. К сожалению, V-двигатели не являются исключением.

Первое, и самое важное, что мешает использовать «V» буквально везде – сложность их конструкции. Это отражается на стоимости, а значит, далеко не каждый автомобиль ниже премиум-класса может оснащаться таким двигателем.

Более того, немаловажным остается и вторая проблема – большая ширина мотора. Он буквально в полтора раза больше, чем R-модели.

Однако главная проблема – сильная вибрация. Двигатель действительно очень сильно вибрирует и требует просто колоссальных сил и знаний для тонкой сбалансированности работы. Именно поэтому встретить самые мощные V 12 можно только на очень дорогих автомобилях спорт-класса. Проблема частично решается утяжелением некоторых частей конструкции, но это идет в разрез с главным принципом современных спорткаров, при создании которых инженеры борются буквально за облегчение каждого болтика.

Развитие V-образных двигателей

Большинство специалистов уверены, что в будущем наиболее распространенными моторами во всех моделях и классах машин станут именно V-двигатели. Конечно, недостатки у них есть, но уже сегодня все они постепенно нивелируются за счет новых разработок автопроизводителей.

Более того, их конструкция значительно более удобна для различных модификаций – любой V-движок, который эксплуатируется в наше время, еще не до конца доработан, в плане использования всего потенциала. То есть, с 1905 года, когда первые был приобретен патент на такой вид мотора, до сегодняшнего дня, когда автомобилестроение достигло небывалых высот, у V-образного двигателя все еще впереди. В ближайших планах переработка конструкции и снижение стоимости, чтобы была возможность оснащать даже бюджетные серийные авто популярных производителей.

Источники: http://servicing-auto.ru/v-obraznyj-dvigatel/

V-образный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания, у которого цилиндры располагаются друг напротив друга в виде латинской буквы «V». Такие двигатели могут быть с четырьмя, пятью, шестью, восемью, десятью и двенадцатью цилиндрами. В зависимости от того, каков угол наклона у цилиндров, они также подразделяются на несколько типов.

Изначально V-образный двигатель был изготовлен от рядного двигателя с четырьмя цилиндрами. В те времена, когда автомобильные транспортные средства были с тремя и четырьмя цилиндровыми силовыми установками, в начале XX-го века, главным недостатком в таких моторах была их масса и габариты. Также проблемой была их несбалансированность, вследствие чего появлялись некоторые вибрации, передающиеся на область кузова. От этого поездки на автомобилях были не очень приятными.

В Америке, в 1905-ом году, придумали новейшую технологию по производству V-образных автомобильных двигателей. В таком моторе находились четыре цилиндра, расположенные под определенным углом друг напротив друга. В принципе, он был таким же рядным двигателем с четырьмя цилиндрами, который разделили на две части. А получившиеся две половинки расположили в один элемент в виде латинской буквы «V». Таким действием у конструкторов получилось убрать одновременно два недостатка в рядном двигателе – его габариты и массу, потому что V-образный двигатель под автомобильным капотом занимал намного меньше места в длину, а также его гораздо меньше весил. Помимо этого, по габаритному соотношению, этот двигатель имел один минус – в ширине. По длине он намного меньше рядного, чего нельзя сказать о ширине. Пытаясь уменьшить длину в области капотного пространства, разработчики принялись совершенствовать и разрабатывать подобные двигатели с максимальной балансировкой, и чтобы они были более компактными.

Довольно весомое значение в конструкции данной силовой установки имеет угол, под которым расположены цилиндры друг напротив друга. За всю историю существовало много подобных двигателей, где угол развала цилиндров приходился от одного до 180-ти градусов. В итоге, после множества испытаний, инженеры-конструкторы выявили, что самым лучшим вариантом по размещению цилиндров приходятся углы: 45, 60 и 90 градусов. В основном во всех современных V-образных двигателях угол расположения цилиндров приходится именно таким. За счет компактного расположения двигателя у разработчиков появилась возможность повысить объем цилиндров, поэтому такие моторы редко бывают с объемом, меньшим, чем три литра.

Не беря в расчет все плюсы таких двигателей, у них все же присутствуют и минусы. Например, это относится к несбалансированной конструкции у некоторых V-образных моторов. Можно для примера взять шестицилиндровый агрегат. Для балансировки такого двигателя нужно оборудовать некоторые дополнительные противовесы на области коленчатого вала, а это, безусловно, прибавляет к двигателю массу. Самыми сбалансированными моторами в такой категории являются двигатели с восемью, десятью и двенадцатью цилиндрами. Стоит отметить, что у двенадцатицилиндровых двигателей присутствует максимально идеальная балансировка, потому как это два рядных двигателя с шестью цилиндрами, которые объединены в один целый элемент. И, как уже всем известно, именно у рядного шестицилиндрового двигателя присутствует максимально уравновешенная конструкция, а также он меньше всех может быть подвергнут инерциями с первым и вторым порядком.

Источники: http://motorpuls.ru/automobile-workshop/11431

Если у вас когда-нибудь появится странное желание отправиться на поиски самого интересного и необычного двигателя в мире, мой вам совет, никогда, слышите, никогда не берите мотор в конфигурации V4. Вы больше потеряете, чем приобретет. V4- это одна из самых редких конфигураций двигателей, которую можно только приобрести, возможно с ней может поспорить только роторный двигатель Ванкеля. И если что-то случится с вашим V4, то починить его будет ой как непросто, спросите о сложностях починки такого мотора любого владельца Запорожца. А между тем сама идея создания небольшого V-образного двигателя достаточно интересна сама по себе. И стоит уделить немного внимания этой миниатюрной короне автомобилестроения.

Всего несколько автокомпаний в мире наладили более-менее массовое производство моторов V4 и по сути ни одна из этих моделей не дожила в производстве до наших дней. Среди автокомпаний, занимавшихся сборкой V4 значатся: Lancia (итальянцы имеют какую-то маниакальную тягу к необычным вещам. Компоновка V4 неплохо прижилась на автомобилях компании и даже почтила своим присутствием ряд моделей), Ford of Britain (британское подразделение компании Форд было также замечено в производстве модели с V4. Автомобиль назывался Essex V4), подразделение Ford в Германии также выпускало модель Tunus V4, двигатель использовался помимо этого и Saab, что сделало шведскую марку относительно популярной благодаря работе с данным видом двигателей. AMC (Американская автомобилестроительная компания) использовала V4 на небольших, но достаточно универсальных военных джипах и наконец, отечественный Запорожец, один из самых народных автомобилей Советского периода мог похвастаться необычным V-образным двигателем.

Причем этот двигатель устанавливался на двух моделях подряд, первой советской микролитражке ЗАЗ-965, получившей прозвище «Горбатый» и второй ЗАЗ-968, прозванному «Ушастым» или «Чебурашкой».

Компоновка автомобиля в целом и необычный, достаточно технологичный и редкий двигатель намекали на своеобразность этого средства передвижения. Не зря наше отечественное авто и главное действующее лицо множества анекдотов называли Советским Порше.

На перечисленных моделях в принципе и заканчивается история применения V4 на серийных автомобилях.

Единственным исключением можно считать произошедшую реинкарнацию, небольшое чудо. Через несколько десятилетий мотор V4 вернулся и ни куда ни будь, а в мир автогонок, Porsche начало лимитированный выпуск V4 для своих гоночных гибридных моделей LeMan 919 LMP1. Но даже такой гигант и производитель премиальных автомобилей не намерен пока переходить на серийное производство этих моторов. Жаль! Почему так получается?

Непопулярности двигателей V4 есть множество причин и один из самых серьезных аргументов против V4- это стоимость производства малообъемного мотора.

Первая причина: большая стоимость. Для этого типа двигателя требуется в два раза больше головок цилиндров и выпускных коллекторов, чем для рядного четырёхцилиндрового двигателя, в два раза больше распредвалов и в несколько раз больше клапанов со всеми вспомогательными системами.

И был бы смысл во всех этих затратах, так нет, все впустую. Никаких преимуществ по мощности или крутящему моменту по сути этот тип двигателей дать не способен. Да, V4 с развалом цилиндров в 90° более сбалансирован, он также немного компактнее своего ближайшего конкурента- рядного четырехцилиндрового силового агрегата, он круче выглядит в подкапотном пространстве, но в связи присущими производству этого двигателя затратами целесообразность его массового использования равна практически нулю.

Люди, знающие историю автомобилестроения, скажут, стоп, но ведь есть и другой пример четырехцилиндрового мотора, который также дорог и непрактичен в производстве. Оппозитный четырехцилиндровый двигатель с развалом в 180°. Он имеет то же количество цилиндров и головок, те же дополнительные расходы были связаны с его производством, что и при компоновке V4. Так почему он стал относительно популярным, а V4 нет?

Действительно, оппозитные двигатели завоевали свою нишу. Их было выпущено миллионы и миллионы будут еще произведены. От Volkswagen до Porsche, от Lancia до Citroen и конечно же законодателя оппозитной моды- Subaru, все используют оппозитные двигатели. Моделей с таким вариантом двигателей действительно произведены десятки. Так в чем же разница?

Разница есть и она существенная. Главными преимуществами оппозитного двигателя является его низкий центр тяжести, компактные размеры, низкие уровни шума и вибраций благодаря горизонтальному расположению цилиндров и движению поршней в плоскости горизонта. Также немаловажную роль играет высокий ресурс боксера, нередки двигатели данной компоновки прошедшие миллионы километров.

Эти положительные моменты с производственной точки зрения являются достаточными для того, чтобы закрыть глаза на недостатки, которых в технологичном оппозитном двигателе также не мало: сложное устройство, дорогой ремонт, высокие затраты на обслуживание.

Возможно последние недостатки оппозитной компоновки и сподвигли советских инженеров Запорожцев обратить внимание именно на V4, доступный и недорогой сервис был крайне важен в стране где нужно было экономить и где не была развита сеть автосервисов. Советские люди самостоятельно чинили свои машины и неплохо с этим справлялись благодаря простоте конструкций автомобилей.

Также неоспоримым преимуществом было и то, что V-Образные четырехцилиндровые моторы занимали меньше места, чем их рядные собратья. Не зря они повсеместно ставились на компактные автомобили.

И тем не менее с дальнейшим развитием технологий и появлением в 70- 80 годах поперечных схем расположения двигателей последнее неоспоримое преимущество V-образного небольшого двигателя пало. И с необычной компоновкой пришлось распрощаться окончательно.

А как же мотоциклы? Там ведь тоже были V-4. Абсолютно верно. В спортивной и просто мощной мототехнике этот тип двигателей прижился очень даже неплохо. Несколько десятилетий он используется в мотоциклах Yamaha VMAX, спортивных Гран-при спортбайках и других типах мотоциклов где необходимы компактность, мощность и легкость.

Несмотря на неудачный опыт в автомобильной сфере, списывать со счетов эти необычные двигатели пока рано. В текущей быстроменяющейся ситуации на рынке спроса и предложения автотехники и постоянно изменяющихся авангардных технологий, очень может быть, что автопроизводители изменят свой подход к этим уникальным агрегатам и начнут использовать их, скажем в гибридных или био-метановых автомобилях. Почему бы нет? Не зря говорят, что новое это хорошо забытое старое. Эту поговорку как нельзя лучше можно применить к автомобильным технологиям. Porsche же вернулся к V4 на гоночных гибридных гиперкарах. Так почему другие будут упускать такую возможность и в серийных моделях?

Популярные новости

Права на изображения и материалы принадлежат их авторам

Источники: http://www.1gai.ru/publ/518228-pochemu-dvigateli-v4-redko-vstrechayutsya-v-avtomobilyah.html