4 цилиндровый 2 тактный двигатель – «В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателями?» – Яндекс.Знатоки

Двухцилиндровый двигатель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Распределительный ТНВД дизеля Д21А, по расположению штуцеров виден порядок работы цилиндров (через 180 и 540°)

Двухцилиндровый двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий два цилиндра, работающих на общий коленвал. Применяется, как правило, на лёгкой технике — мотоциклах, автомобилях малого класса (например, ВАЗ-1111 «Ока»), лёгких тракторах (напр., Т-25), переносных генераторных установках и т. д.

Двухцилиндровый двигатель может быть выполнен рядным (Т-25, «Ока», мотоцикл Иж Юпитер), V-образным (Харли-Дэвидсон) или оппозитным (мотоциклы «Урал», «Днепр»), быть 4-тактным («Ока», «Урал») или 2-тактным («Юпитер»).

Также двухцилиндровый двигатель, как и двигатели с иным числом цилиндров, может быть дизельным (Т-25) или бензиновым («Ока», мотоциклы), воздушного охлаждения (Т-25, мотоциклы) или жидкостного.

Уравновешивание двухцилиндрового двигателя[править | править код]

В многоцилиндровом двигателе расположение кривошипов коленвала должно обеспечивать как равномерность хода (вспышек), так и уравновешенность вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс. В рядном 2-цилиндровом 2-тактном двигателе проблем с этим не возникает — при противоположном расположении кривошипов и ходы поршней, и вспышки сдвинуты друг относительно друга на 180°, обеспечивая ровную работу двигателя, что выполнено в двигателе мотоцикла Иж Юпитер. В 2-цилиндровом 4-тактном оппозитном двигателе (Днепр МТ9, Урал М62) проблема уравновешивания также решается расположением кривошипов под углом 180° друг к другу — поршни движутся встречно синхронно, взаимно уравновешиваясь, вспышки происходят через 360°, располагаясь равномерно на круговой диаграмме 4-тактного цикла, составляющей 720°.

При проектировании рядного 4-тактного 2-цилиндрового двигателя рабочий процесс оставляет выбор:

  • уравновесить возвратно-поступательно движущиеся массы, взаимно расположив кривошипы под углом 180°, при этом вспышки будут происходить циклично через 180 и 540° (Д21А)
  • расположить кривошипы параллельно, при этом вспышки будут происходить равномерно через 360°, но возвратно-поступательно движущиеся массы поршней не будут уравновешены («Ока»).
  • Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля. Стуканов В. А. — М., ФОРУМ — ИНФРА-М, 2005
  • Трактор Т-25: устройство и эксплуатация. Герасимов А. Д., Голубчик С. Ф. — 1972 г.
  • К-750 / К-650 / МТ9 / МТ10 / МТ10-36 / Днепр-11 / Днепр-12 / Днепр-16 / Урал М61 / М62 / М63 / М66 / М67 / М72. Руководство по ремонту — ПОНЧиК, ISBN 978-5-98842-120-7
  • Эксплуатация и техническое обслуживание ВАЗ-1111/11113 Ока — М., «Третий Рим», 2001

Схемы двигателей | Мото-мануалы и инструкции

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный четырехтактный одноцилиндровый двигатель

Одноцилиндровые двигатели

Простейшей схемой двигателя служит одноцилиндровая схема. Ее основными достоинствами являются простота и небольшие габариты. Это означает, что себестоимость и трудоемкость изготовления такого двигателя невелики, и он проще в обслуживании и ремонте. Поэтому одноцилиндровый двигатель идеально подходит для мопедов, скутеров и небольших внедорожных мотоциклов.

Однако он обладает множеством недостатков с точки зрения характеристик двигателя. Поскольку воспламенение смеси в одноцилиндровом четырехтактном двигателе происходит один раз за каждые 720 градусов поворота коленчатого вала, для поддержания вращения двигателя до его следующего рабочего хода необходимы большие маховики.

Для того чтобы избежать чрезмерного увеличения веса, маховики должны обладать большим диаметром и небольшой толщиной. Приходится максимально облегчать поршень, также необходим длинный шатун, и в итоге получается двигатель, называемый длинноходным. Характеристики такого двигателя хороши до определенного момента: он экономичен, обладает хорошей кривой мощности и характеристики момента таковы, что он может относительно легко обеспечивать динамичный разгон с низких частот вращения двигателя. Для использования великолепной характеристики мощности передаточные числа коробки передач могут быть «растянуты», за счет этого управление машиной становится не столь напряженным. Действительно, влияние вибрации двигателя до определенной степени субъективно и, как правило, довольно высокие уровни низкочастотных колебаний предпочтительнее менее интенсивного, но более раздражающего «дребезжания».

Однако если попытаться заставить такой двигатель работать при больших частотах вращения, его недостатки станут очевидными. Наличие массивных маховиков означает большое количество накопленной энергии или инерции, и ускорение, по сегодняшним меркам, будет ограничиваться медленным набором скорости. Маленький диаметр цилиндра и большой ход поршня означают высокие скорости линейного перемещения поршня, а следовательно, высокий уровень износа этих узлов. При попытке уменьшить ход поршня сглаживающий эффект больших маховиков теряется, а неуравновешенные силы увеличиваются. Это плохо сказывается на комфортабельности мотоцикла — покладистый одноцилиндровый двигатель превращает его в «дрель, передвигающуюся по дороге».

Другая проблема двигателей большого объема связана с затруднением запуска, даже если для этого применяется электрический стартер. Но, поскольку большинство одноцилиндровых двигателей большого объема используются для соревнований в условиях бездорожья и не оснащаются электрическим запуском, то каждый раз коленчатый вал приходится устанавливать в положение, когда он чуть не доходит до ВМТ на такте сжатия, затем давать ему здоровенный пинок, чтобы заставить его вращаться. Кроме того, есть проблема отдачи, которая проявляется, когда коленчатый вал установлен неправильно или когда на кик-стартер нажали недостаточно сильно. При этом усилия для того, чтобы поршень миновал такт сжатия, недостаточно, и он резко отскакивает назад из-за воздействия компрессии. При этом рычаг кик-стартера отпрыгивает назад и перекидывает вас через руль или ломает вам ногу. Некоторые одноцилиндровые двигатели оснащаются декомпрессором, предназначенным для облегчения запуска и уменьшения отдачи. Компания 

Honda разработала систему, в которой при нажатии на кик- стартер небольшой кулачок воздействует на выпускной клапан с целью немного приоткрыть его в ВМТ на такте сжатия. Это снижает усилие, необходимое для прокручивания коленчатого вала двигателя. Второй кулачок начинает работать, когда происходит отдача, также слегка приоткрывая выпускной клапан и снижая силу отдачи.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусовЧетырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Двухцилиндровые двигатели

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Исторически рядный двухцилиндровый двигатель был удивительно похож на одноцилиндровый. измененный соответствующим образом для того, чтобы вместить два цилиндра, поршня и шатуна.

Стоит отметить, что в традиционном английском двухцилиндровом четырехтактном двигателе поршни перемещаются вверх и вниз одновременно, но вспышки в цилиндрах чередуются через один оборот двигателя (или с интервалом в 360 градусов). Поэтому он получил название двухцилиндрового рядного двигателя с чередованием вспышек через 360 градусов.

На первый взгляд может показаться, что выбор такого коленчатого вала нерационален, поскольку проблемы, которые появлялись при уравновешивании одноцилиндровых двигателей, остались, хотя в некоторых отношениях конструкция двигателя улучшилась. Вес коленчатого вала увеличился, потому что вал расширился, чтобы разместить дополнительный палец кривошипа и шатун. Это изменение носит противоречивый характер, так как диаметр вала уменьшился. Неуравновешенные силы можно несколько уменьшить за счет установки поршней достаточно большого диаметра и уменьшения их хода. При этом мы не устраняем неуравновешенность, но все-таки она снижается. Гораздо значительнее то, что традиционный «толчок» рабочего хода одно-цилиндрового двигателя сглаживается при наличии двух меньших импульсов мощности, равномерно распределенных в пределах двух оборотов коленвала двигателя.

Двухцилиндровый рядный двигатель с углом чередования вспышек через 360 градусов не был лишен недостатков, но обладал множеством преимуществ в отношении увеличения мощности по сравнению с одноцилиндровым. Главное преимущество скорее связано с конструктивными ограничениями одноцилиндровых двигателей, а не с самой задачей уравновешивания.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусовЧетырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Альтернативой рядному двухцилиндровому двигателю с коленчатым валом, обеспечивающим чередование вспышек через 360 градусов, может служить двигатель, пальцы кривошипа которого выполнены раздельно и располагаются через 180 градусов. При такой схеме неуравновешенные силы первого порядка сводятся к минимуму. На первый взгляд, такой двигатель намного лучше, чем тот, у которого вспышки чередуются через 360 градусов, и на современных конструкциях используется именно такая схема.

Один недостаток такого коленчатого вала в том, что в пределах двух оборотов рабочие хода следуют неравномерно, а другой в том, что он образуют так называемую «качающуюся пару». Этот эффект со странным названием проявляется на двигателях всевозможных конструкций, число цилиндров которых превышает один, за исключением V-образного двухцилиндрового двигателя.

Представьте воздействие на коленчатый вал в момент вспышки в одном из цилиндров: по мере движения поршня вниз давление на эту сторону коленчатого вала возрастает, и у него появляется стремление «накрениться» на одну из сторон. Когда воспламенение происходит во втором цилиндре, воздействие на коленчатый вал повторяется, «накреняя» его на другую сторону. Единственный способ, позволяющий избежать этого, заключается в том. чтобы расположить оба кривошипных пальца в одной и той же плоскости, но в рядном двухцилиндровом двигателе это физически невозможно.

Если сравнить две этих схемы, можно обнаружить, что чередование вспышек как через 360 градусов, так и через 180 имеет свои собственные преимущества и недостатки, исходя из чего невозможно сказать, какая из схем лучше. Чтобы еще больше облегчить задачу уравновешивания, необходимо большее количество цилиндров.

Двухтактный рядный двухцилиндровый двигатель

Почти все двигатели, работающие по двухтактному циклу, работают по одной и той же схеме, в которой используется коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 180 градусов.

У таких двигателей по сравнению с четырехтактными аналогичной схемы меньше недостатков. Это связано с тем, что вспышка в каждом цилиндре происходит после одного целого оборота коленчатого вала, и, следовательно, в данном случае отсутствует неравномерность вспышек, обнаруженная в четырехтактном двигателе. Однако неприятный эффект «качающейся пары» все еще велик, и при более высоких частотах вращения, обычно присущих двухтактным двигателям, неуравновешенные силы могут проявиться в виде довольно навязчивого уровня вибраций. Эта проблема осложняется тем, что двухцилиндровым двухтактным двигателям необходимы отдельные кривошипные камеры, что означает наличие центрального коренного подшипника и сальников. В итоге коленчатый вал получается шире, чем на аналогичном четырехтактном двигателе. Таким образом, с учетом увеличившегося плеча полученный на шатунных шейках эффект «качающейся пары» возрастает.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигательЧетырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Возраст идеи V-образного двухцилиндрового двигателя сравним с возрастом самого мотоцикла. Тот факт, что на сегодняшний день она все еще жива, служит доказательством ее разумности.

Первоначальная схема двигателя с V-образным расположением двух цилиндров и обшей шатунной шейкой избегает проблем «качающейся пары» двухцилиндрового рядного двигателя — особенно, если нижняя головка одного шатуна располагается внутри вильчатой головки другого. При расположении двух шатунов на одной пинии эффект «качающейся пары» отсутствует, и даже тогда, когда два обычных шатуна располагаются рядом на более широкой шатунной шейке коленвала, смещение настолько мало, что эффект оказывается незначительным.

С точки зрения уравновешивания, лучший угол развала цилиндров — 90 градусов. Если поступательно движущиеся массы поршней и шатунов полностью сбалансированы (100% показатель уравновешенности), то неуравновешенные силы одного цилиндра неизбежно уравновешиваются противодействующими силами в середине хода другого. Все еще присутствует задача суммарных сил, которые служат причиной горизонтальной вибрации двигателя, но такая вибрация сравнительно умеренна по отношению к уже рассмотренным уровням вибраций. На практике продольно установленный двигатель обладает относительно незначительным уровнем вибраций, в основном обязанным своим происхождением «толчкам» при каждом рабочем ходе поршня (чередование вспышек через 270 и 450 градусов). При поперечном расположении двигателя силы ощущаются сильнее, как раскачивание «из стороны в сторону» при низких частотах вращения, но, опять же, они гораздо менее раздражающие, чем на двухцилиндровом рядном двигателе.

В то время как V-образный двухцилиндровый двигатель с углом развала 90 градусов  кажется идеальным мотоциклетным двигателем, его широко раздвинутые цилиндры увеличивают габариты и, таким образом, затрудняют его установку в мотоциклетную раму. В то же время сделать это возможно, что подтверждается примером компании Ducati . Такая схема до сих пор не стала традиционной, хотя становится все популярнее на спортивных моделях благодаря успеху этой компании в мировых чемпионатах. Большинство конструкций с продольной установкой V-образного двухцилиндрового двигателя представляют собой компромисс между оптимальной уравновешенностью и компактностью за счет меньшего угла развале между цилиндрами (хотя это влияет на интервалы между вспышками, которые становятся еще более неравномерными). У продольного расположения V-образного двухцилиндрового двигателя есть свое преимущество — двигатель получается более узким, но, если не использовать жидкостное охлаждение, задний цилиндр может работать в условиях большей теплонапряженности, чем передний.

Поперечное расположениеV-образного двухцилиндрового двигателя успешно применяется в течение многих лет компанией Moto Guzzi, такой двигатель легко располагается в раме и имеет превосходное охлаждение, поскольку обе головки обдуваются встречным потоком воздуха. Кроме того, такая конструкция оптимальна с точки зрения использования карданного вала.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигательДвухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель большая редкость, но существует пример такого двигателя — модель NS 250 компании Honda, предназначенная для японского рынка. Поскольку двигатель двухтактный, и каждый цилиндр нуждается в отдельной кривошипной камера, использовать общую шатунную шейку четырехтактного V-образного двигателя невозможно. Следовательно, двигатель неизбежно подвергается эффекту «качающейся пары», характерному для всех двухтактных двухцилиндровых двигателей. Но даже в этом случае многие неуравновешенные силы, свойственные рядному двухцилиндровому двигателю, исчезают.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигательЧетырехтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель

Двигатель с двумя горизонтальными противолежащими цилиндрами (двухцилиндровый оппозитный двигатель)

Двухцилиндровый оппозитный двигатель предлагает почти идеальное решение задачи уравновешивания, которая затрагивалась в конструкциях, рассмотренных ранее. Если оба поршня перемещаются одновременно в противоположных направлениях неуравновешенные силы первого порядка от поршня и шатуна одного цилиндра компенсируются другим. Но, так как приходится применять две шатунные шейки вместо одной, между двумя этими цилиндрами возникает эффект «качающейся пары», однако возникающий в итоге уровень вибраций обычно небольшой.

Более практическое соображение — как устанавливать столь неудобный агрегат в раму мотоцикла. Существует несколько случаев продольной установки — например, довоенные модели компании Douglas, хотя это и приводит к удлинению машины и затрудняет поиск соответствующего места для узлов трансмиссии. Другая проблема связана с задним цилиндром, который затенен основной частью двигателя, а, следовательно, перегревается. Наиболее известный пример конструкции оппозитного двигателя на современном мотоцикле производит компания BMW. Как в большинстве других конструкций, она использует поперечную схему установки оппоэитных двигателей, которая также упрощает использование карданного вала в качестве главной передачи.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигательЧетырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 120 градусовЧетырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 360=180 градусовЧетырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 360=180 градусов

Трехцилиндровые двигатели

Рядный трехцилиндровый двигатель

Рядный трехцилиндровый двигатель, установленный поперечно, в действительности представляет собой развитие конструкции рядного двухцилиндрового в попытке обрести компромисс между проблемами вибрации последнего и шириной четырехцилиндрового двигателя. В особенности это относится к двухтактным двигателям, кривошипные камеры которых становятся чрезмерно широкими в трехцилиндровом варианте, а в четырехцилиндровом он был бы безусловно громоздким.

Двухтактный трехцилиндровый двигатель был фаворитом фирм в 70-х, тому есть множество примеров среди мотоциклов компаний Suzuki и Kawasaki. Оба этих изготовителя даже решились на создание двухтактных двигателей объемом 750 куб. см; GT 750 с водяным охлаждением от компании  Suzuki и КН 750 от Kawasaki.

Шатунные шейки коленчатого вала располагались между собой под углом 120 градусов, и силы первого порядка были достаточно хорошо сбалансированы, но из-за сложного эффекта «качающейся пары» (скорее, «качающейся тройни»), они прославились высоким уровнем высокочастотной вибрации, особенно, если агрегат был недостаточно хорошо изолирован от рамы резиновыми подушками.

Четырехтактных представителей такой схемы также достаточно много, от BSA RocketThree, и Triumph Trident конца 60-х, до «туреров» с карданным валом от компании Yamaha — XS 750 и 850, а также трехцилиндровых мотоциклов компании LaVerda, выпускавшихся в 70-х и 80-хгодах. Много лет компания LaVerda использовала коленчатый вал, в котором шатунные шейки располагались под углом 180/360 градусов (когда центральный поршень достигает ВМТ, а два других — НМТ и наоборот), но позже переняла схему с 120-градусным коленчатым валом, и следующий двигатель стал более уравновешенным.

Triumph осталась верна трехцилиндровому двигателю, многие модели этой компании отличаются рядным трехцилиндровьм двигателем поперечного расположения. Однако, по мнению большинства изготовителей, у трехцилиндрового двигателя есть небольшое преимущество по сравнению с рядным четырехцилиндровым, он представляет собой превосходный компромисс между низкооборотным двухцилиндровым двигателем и четырехцилиндровым с его запредельной мощностью.

Рядный трехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Компания BMW выступила с интересной вариацией на вышеупомянутую тему в виде своего К 75, цилиндры которого располагаются горизонтально в ряд, а коленчатый вал — продольно вдоль рамы мотоцикла; по существу он был развитием их горизонтального четырехцилиндрового двигателя, появившегося ранее. Несмотря на то, что на первый взгляд двигатель несколько необычный (головка цилиндра этого двигателя располагается с одной стороны, а кривошипная камера — с другой], он достаточно узок и компактен, а также обладает низким центром тяжести и хорошо подходит для карданной схемы привода.

Двухтактный V-образный трехцилиндровый двигательДвухтактный V-образный трехцилиндровый двигатель

Трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель

Согласно любым стандартам, трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель — причуда, и кажется, что такая конструкция двигателя вряд ли может получить развитие.

Впервые такой двигатель появился в роли силовой установки для 500-кубового мотоцикла класса Grand Prix. Странное расположение цилиндров было выбрано с целью избежать проблемы увеличения ширины, присущей двухтактным рядным трехцилиндровым двигателям; даже если уменьшить длину коленчатого вала до минимально возможных размеров, при разделенных кривошипных камерах двигатель все же, остается большим из-за широких цилиндров с продувочными каналами. Благодаря смещению центрального цилиндра допускается их частичное наложение, и общая ширина, таким образом, снижается. После удачного выступления на соревнованиях компания Honda выпустила дорожную версию — NS 400R.

Рядный четырехцилиндровый двигательРядный четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели

Рядный четырехцилиндровый двигатель

Когда в 1969 году компания Honda представила Honda СВ 750 Four мотоциклетной публике, до сих пор не мечтавшей о сложности, она на доброе десятилетие утвердила основную конструкцию мотоциклетных двигателей среднего и большого объемов. Конечно, в конструкции рядного четырехцилиндрового двигателя не было ничего нового — десятки лет назад производители автомобилей остановили свой выбор на этой конструкции, как на лучшем компромиссе между уравновешенностью и компактностью, но большинство малолитражных четырехцилиндровых автомобильных двигателей слишком велики и тяжелы для мотоцикла. Однако у компании Honda в 60-х годах было несколько четырехцилиндровых двигателей для небольших спортивных автомобилей, которые получились компактнее, чем у других изготовителей. Тогда их и переделали для применения на мотоцикле. Получившийся в результате двигатель был не намного шире рядного двухцилиндрового, который он заменил, хотя все-таки получившийся двигатель был достаточно широким.

Устанавливаемый поперечно рядный четырехцилиндровый двигатель в своей основе заключает две двухцилиндровых, объединенных между собой общим картером со смещением шатунных шеек коленчатых валов на 180 градусов. В большинстве двигателей такого типа коленчатый вал устроен так, чтобы два центральных поршня двигались вверх и вниз вместе, со смешением на 180 градусов относительно двух других поршней. Хотя коленчатый вал неизбежно получается длинным из-за необходимости разместить коренные подшипники и четыре шатуна, его диаметр не должен быть большим. Это связано с тем, что рабочие хода происходят относительно часто, один за каждый полуоборот коленчатого вала, следовательно, потребность в больших маховиках для поддержания движения отпадает.

Также важен небольшой размер и вес поршней и шатунов, отражающийся в невысоких значениях сил первого порядка от каждого цилиндра в отдельности. Распределение сил получается более равномерным, чем в одно-, двух- или трехцилиндровом двигателе. За счет хорошей уравновешенности коленчатого вала и относительно небольшого диаметра маховиков четырехцилиндровый двигатель об падает достаточно небольшим ходом поршня, поэтому он динамичен и может предназначаться для работы с достаточно высокими частотами вращения двигателя. Это получило одобрение в рядах как потребителей, так и производителей. Единственными существенными проблемами, помимо соображений явной сложности конструкции, являются длина коленчатого вала и неизбежная высокочастотная вибрация, вызванная силами второго порядка и эффектом «качающейся пары». Хотя этого не избежать, но силы невелики, и уровень вибрации лишь немного превышает порог раздражения. В большинстве случаев она может быть снижена благодаря грамотной конструкции рамы, опор двигателя и всех окружающих двигатель узлов. Чтобы уменьшить ширину картера, некоторые производители, ранее устанавливавшие генератор на одной из цапф коленчатого вала, обратились к схеме его расположения над картером с цепным или шестеренчатым приводом от коленчатого вала. Сейчас, когда небольшие приборы электронного зажигания сменили механизмы ограничения оборотов и контактные прерыватели с механическим регулятором опережения (которые обычно устанавливались на противоположной генератору цапфе коленчатого вала), ширина картера на нtкоторых двигателях стала меньше ширины блока цилиндров.

Также можно установить двигатель в раме не поперечно, а продольно, как на традиционном автомобиле с задним приводом. Существуют примеры такой конструкции в продукции компаний Brough Superior, Wilkinson. Henderson и Indian, но удлинение силового агрегата и, следовательно, колесной базы со многих точек зрения неприемлемо.

Что касается двухтактного четырехцилиндрового двигателя — четыре разделенные кривошипные камеры получаются слишком громоздкими, чтобы иметь практическое применение, и поэтому такая схема всегда воспринималась нежизнеспособной.

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположенияРядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Как и в версии рядного трехцилиндрового, четырехцилиндровый рядный двигатель компании BMW, аналогичный тому, что используется на К 100, установлен горизонтально, его цилиндры располагаются поперек рамы, а коленчатый вал — вдоль нее. По стандартам нормальных четырехцилиндровых двигателей ширина данного силового агрегата очень невелика, а его высота причиняет меньше беспокойства, чем при вертикальном расположении двигателя. Он также обладает преимуществами низкого центра тяжести и простоты с точки зрения использования карданного вала.

Четырехцилиндровый оппозитный двигательЧетырехцилиндровый оппозитный двигатель

Двигатель с четырьмя противолежащими цилиндрами горизонтального расположения (четырехцилиндровый оппозитный двигатель)

По аналогии с тем, как двухцилиндровый рядный двигатель превратился в четырехцилиндровый, такие два цилиндра добавились к двух-цилиндровому оппозитному двигателю для получения четырехцилиндрового. Получившийся двигатель может быть проиллюстрирован моделями Gold Wing компании Honda объемом 1000, 1100 и Honda Gold Wing 1200 куб.см. — наверное, единственным примером этой схемы в современном мире мотоциклов. Мотор необычайно уравновешен и придает мотоциклу Honda Gold Wing превосходную управляемость за счет низкого центра тяжести. Главный недостаток — чрезмерная ширина двигателя, делающая его непригодным для всех мотоциклов, кроме «туреров» и «круизеров». Ширина двигателя — постоянная проблема, с которой сталкивается мотоциклетный конструктор, и, хотя «четырехцилиндровый оппозит» идеален почти во всех отношениях, этот единственный фактор служит главной причиной сдерживающей его повсеместное использование.

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндровЧетырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров представляет собой другой вариант объединения рядных двухцилиндровых двигателей для получения четырехцилиндрового. На сей раз — с двумя отдельными коленчатыми валами, располагающимися один за другим и объединенными цепным или шестеренчатым приводом. Эта схема позволяет сохранить ширину двигателя на уровне двухцилиндрового при небольшом увеличении его длины и предлагает преимущества рядного четырехцилиндрового двигателя без проблем, связанных с увеличением ширины.

Такая конструкция получила наибольшее распространение на моделях Square Four компании Ariel. Все эти модели оснащались четырехтактными двигателями, которые обладали поразительным по тем временам объемом 1000 куб.см. Немного позже эта схема успешно использовалась на спортивных двухтактных двигателях, так как позволяла применить дисковый клапан для улучшения наполнения. Она нашла свое продолжение в модели RG 500 компании Suzuki. Главная проблема четырехцилиндрового двигателя с квадратным расположением цилиндров заключается в ухудшении охлаждения задних цилиндров. При использовании воздушного охлаждения два передних цилиндра сильно затеняют задние, и даже при тщательной проработке оребрения очевидна склонность к перегреву во время движения. Единственный способ решить эту проблему — использовать жидкостное охлаждение, но это приводит к увеличению веса и сложности конструкции.

Четырехтактный V-образный четырехцилиндровый двигательЧетырехтактный V-образный четырехцилиндровый двигатель

V-образный четырехцилиндровый двигатель

Еще одним способом компоновки четырех цилиндров является V-образное расположение, служащее альтернативой квадратному с точки зрения компактности, но частично лишенное проблем, связанных с перегревом, за счет того, что задние цилиндры чуть более открыты воздушному потоку (хотя, опять же. использование жидкостного охлаждения — единственный эффективный путь решения этойпроблемы).

Вообще, V-образный четырехцилиндровый — не более чем сдвоенный V-образный двухцилиндровый двигатель, и, таким образом, большинство замечаний, относящихся к последнему, могут быть применены и в данном случае. При этой схеме коленчатый вал можно выполнить так, чтобы пара шатунных шеек располагалась параллельно(коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 360 градусов), и такое расположение с точки зрения снижения вибрации и устранения эффекта «качающейся пары» является наилучшим. Другой подход состоит в том. чтобы разместить шатунные шейки под углом 180 градусов друг к другу. Несмотря на то, что вибрация усиливается, она уравновешивается более регулярными вспышками в этих четырех цилиндрах (через каждые 180 градусов).

Как и в случае V- образных двухцилиндровых двигателей, оптимальный угол развала блоков составляет 90 градусов, но могут применяться и меньшие углы развала.

Хотя данный двигатель сложен с точки зрения обслуживания и дорог с точки зрения производства, V-образные четырехцилиндровые двигатели прославились благодаря широкому использованию в модельном ряде VFR компании Honda и достигли успеха в гонках в качестве силового агрегата мотоциклов RC 30 и RC 45. Другими знаменательными примерами использования V-образных четырехцилиндровых двигателей стали: модель V-Max объемом 1200 куб.см. компании Yamaha, двухтактный RD 500 той же компании, ну и, конечно, двухтактные V-образные четырехцилиндровые двигатели, использованные в соревнованиях класса Grand Prix. Конечно, наиболее совершенным V-o6paзными четырехцилиндровым двигателем с точки зрения технологии должен быть двигатель модели NR 750, выпущенной в ограниченном количестве компанией Honda. Применив технологию производства и материалы авиационной промышленности, компания Honda разработала V-обраэный четырехцилиндровый двигатель с овальными поршнями и 32-мя клапанами.

Более четырех цилиндров

V-образный пятиципиндровый двигатель

С появлением четырехтактных двигателей в соревнованиях класса Gran Prix в 2002 году производители обратили свое внимание на разработку машин, согласующихся с всевозможными ограничениями веса и размеров. Для себя компания Honda сделала вывод, что V-образный пятицилиндровый двигатель служит идеальной схемой, отвечающей этим ограничениям. Этот двигатель с тремя цилиндрами, расположенными спереди, и двумя сзади, с поперечным расположением коленчатого вала в раме, подобен старому V-образному трехцилиндровому двухтактному двигателю и чрезвычайно компактен. Это не первый пятицилиндровый мотоциклетный двигатель (при том они очень популярны в автомобильной отрасли). Еще в 1965 году компания Honda (впервые) создала рядный пятиципиндровый двухтактный двигатель, способный развивать частоту 20.000 оборотов в минуту.

Рядный шестицилиндровый двигательРядный шестицилиндровый двигатель

Рядный шестицилиндровый двигатель

Увеличение числа цилиндров — это один из путей дальнейшего снижения вибрации рядного четырехцилиндрового двигателя. При тщательной проработке конструкции можно избавиться от большинства сил первого и второго порядков и получить уравновешенный шестицилиндровый двигатель. Относительно небольшие поршни такого двигателя формируют равномерный выходной крутящий момент — таким образом, потребность в больших массивных маховиках отпадает. Плата за эту равномерность — сложность конструкции, высокая стоимость и неизбежная ширина силового агрегата.

Наиболее известным среди шестицилиндровых мотоциклов является модель Honda СВХ 1000 компании Honda. Компания Kawasaki тоже испробовала рядный шестицилиндровый двигатель на модели Z 1300, которая изначально разрабатывалась, как туристическая машина и отличалась жидкостным охлаждением и карданной передачей. Среди европейских производителей только компания Benelli применила рядный шестицилиндровый двигатель для исследования его возможностей на своей 750 кубовой модели Sei которая стала первой серийной моделью.

Шестицилиндровый двигатель с противолежащим (горизонтальным) расположением цилиндров (оппозитный шестицилиндровый двигатель)

В 1988 году компания Honda продолжила развитие своего оппозитного четырахцилиндрового двигателя объемом 1200 куб.см., добавив к нему еще два цилиндра и соответствующие им 300 куб.см. Получившийся в результате двигатель объемом 1500 куб.см. применялся на моделях Gold Wing до 2001 года, когда его объем еще раз увеличили до 1800 куб.см. Подобно своему предшественнику, скорее всего, такой двигатель единственный представитель такой компоновки среди мотоциклов.

V-образный восьмицилиндровый двигатель

Несомненно, V-образный восьмицилиндровый двигатель это уже крайность, они были чрезвычайно популярны в качестве автомобильных двигателей на протяжении ряда лет за равномерность работы и высокую мощность, но, по вине своих размеров и сложности, редко встречаются на серийных мотоциклах. Модель V-8 Nemesis компании Norton представляет собой самую позднюю разработку в этом направлении.

Подобно большинству идей, V-образный восьмицилиндровый двигатель уже был опробован на мотоцикле компанией Moto Guzzi. Она среди немногих добилась успеха в реализации данной схемы, выпустив в 1955 году опережавший свое время двигатель объемом 500куб.см., картер которого даже изготавливали из магния. К сожалению, рама и шины были недостаточно хороши для двигателя и мотоцикла, страдавшего плохой управляемостью. Его последний лучший результат был зафиксирован на гонках 1957 года, когда он достиг невероятной скорости 178 миль в час в гонках «Masta» по прямой, в местечке Спа в Бельгии.

[kkstarratings] Share Button

Статью прочитали: 692

Стационарные бензиновые двигатели производства СССР — Википедия

В СССР в различные годы выпускались несколько серий стационарных бензиновых двигателей для привода электрических генераторов, насосов, сельскохозяйственных машин. Эти же двигатели широко использовались на маломерных судах.

Двигатели серии Л были разработаны в конце 30-х годов на Ульяновском моторном заводе и производились до начала 60-х годов. Серия включала в себя три двигателя, унифицированных по цилиндро-поршневой группе: Л-3/2, Л-6/2 и Л-12, соответственно одноцилиндровый, двухцилиндровый и четырёхцилиндровый. Рабочий объем цилиндра — 300 см3. Рабочая частота вращения — 2000 об/мин. Цилиндровая мощность 3 л.с. Двигатели карбюраторные, четырёхтактные. Охлаждение — жидкостное. Смазка — разбрызгиванием.

Двигатели «Л» изначально разрабатывались для привода электрогенераторов, насосов и др., но нашли применение и для лодок.

УД — марка многоцелевых малолитражных бензиновых двигателей внутреннего сгорания, выпускаемых Ульяновским моторным заводом. УД расшифровываются как Ульяновский Двигатель, в простонародии — «Топ-нога». Двигатели четырёхтактные, воздушного охлаждения, с нижним расположением клапанов. С 1952 года выпускались 3 основных модели и их модификации:

  • УД-1 одноцилиндровые двигатели мощностью 4 л.с. с нижним расположением клапанов; 305 см3
  • УД-2 двухцилиндровые двигатели мощностью 8 л.с. с нижним расположением клапанов; 610 см3
  • УД-4 четырёхцилиндровые двигатели мощностью 15 л.с. с нижним расположением клапанов; 1220 см3

С 1967 года начат выпуск двигателей еще двух моделей, верхнеклапанных, с конструкцией, базирующейся на моторе малолитражки «Запорожец» ЗАЗ-965:

  • УД-15 — одноцилиндровые двигатели мощностью 6 л.с. с верхним расположением клапанов;
  • УД-25 — двухцилиндровые двигатели мощностью 12 л.с. с верхним расположением клапанов;

Базовые модели двигателей на заводе комплектовались различным оборудованием, которое обозначалось литерой после цифр:

  • Г — двигатели, предназначенные для привода генераторов. Комплектовались электростартером и переходным кожухом. Магнето с фиксированным углом опережения зажигания.
  • С — двигатели, предназначенные для привода малогабаритных сельхозмашин. Комплектовались понижающим редуктором. Магнето с фиксированным углом опережения зажигания.
  • В — двигатели для маломерных судов. Комплектовались разобщительной муфтой, реверс-редуктором, гребным валом и гребным винтом, магнето с регулятором угла опережения зажигания. Изначально имели водяное охлаждение, но серийно выпускались с воздушным (под маркой ПД-221).
  • Т — двигатели, предназначенные для работы на минитракторах и катках для асфальта. Комплектовались переходным фланцем для коробки передач, электростартером, бумажным воздушным фильтром, магнето с регулятором угла опережения зажигания (выпускались также под маркой СМ-12).
  • М — модернизированные в 90-х годах двигатели.

Эти двигатели выпускались и другими заводами под марками ПД, СК и УД на «Петропавловском заводе малолитражных двигателей» (Петропавловск, Казахстан)[1] и СМ на заводе «Серп и Молот» (Харьков, Украина).

Основное применение двигателей — бензиноэлектрические агрегаты серии АБ. Применялись также для привода средств малой механизации: микротракторов, катков для асфальта, компрессоров, лебёдок и в качестве стационарных двигателей на хозяйственных, рыбацких и бакенщицких лодках.

Двигатели УД относятся к среднефорсированным карбюраторным двигателям и характеризуются удельной массой порядка 9 кг/л.с., что является нормальным показателем для современных стационарных двигателей.

Конструкция двигателей рассчитана на продолжительную работу при номинальной мощности в тяжёлых условиях (пониженные или повышенные температуры воздуха). Ресурс двигателя до капитального ремонта — порядка 3000 часов. По своим удельным показателям двигатели УД-15М и УД-25М находятся на одном уровне со стационарными двигателями аналогичной долговременной мощности, выпускаемыми в США и лишь немного уступают современным типам стационарных двигателей Honda и Robin Subaru.

Следует учитывать, что для зарубежных двигателей в технических характеристиках указывается кратковременно реализуемая максимальная мощность, а для двигателей УД — долговременная. Например, двигатель УД-15 по своей долговременной мощности сопоставим с двигателем Robin Subaru 8,5hp, а УД-25 с двигателем Robin Subaru 18hp[источник не указан 3459 дней]. Несколько большая масса двигателей УД (по сравнению с зарубежными аналогами) объясняется тем, что при их проектировании важно было обеспечить совместимость по привязочным размерам с предыдущими моделями. Поэтому двигатели получили картер излишне большого размера и излишне тяжелый маховик-вентилятор. Следует отметить, что после модернизации двигателей в 90-х годах их масса и размеры были уменьшены.

Характеристики:

  • карбюраторный, четырехтактный, одноцилиндровый, с воздушным охлаждением и рабочим объемом цилиндра 520 см3;
  • ход поршня 90 мм;
  • диаметр цилиндра 86 мм; степень сжатия — 5,3; номинальная мощность — 4,5 л.с.;
  • число оборотов коленчатого вала при этой мощности не более 2000 об/мин.

ЗИД-4,5 оснащён встроенным редуктором , передаточные числа 1:2.91, 1:6, вал которого вращается со скоростью 333 об/мин на первой передаче и со скоростью 687 об/мин — на второй. Расход топлива 1,5 кг/ч. Система зажигания с маховичным магнето, запуск — шнуром или пусковой рукояткой, габаритные размеры: 615×490×678 мм. Сухой вес двигателя 65 кг. Существовали также версии с диаметром цилиндра 82 мм и стальной улиткой охлаждения вместо алюминиевой.

Двигатель 2СД-М1 на мотоблоке

2СД — серия двухтактных бензиновых стационарных двигателей, унифицированных по деталям цилиндро-поршневой группы и коленчатого вала с двигателями мотоцикла «Минск». Двигатели имеют воздушное охлаждение. Выпускались Петропавловским заводом малолитражных двигателей. Основное топливо — бензин А-72, топливо допустимое Б-70 или А-76. Масло для топливной смеси MC-20 в пропорции 1:33 по объёму. Свеча зажигания экранированная А10Н с резьбой M18×1,5 или неэкранированная с резьбой M14×1,25 через переходник. Рабочий объем — 123 см3, температура эксплуатации −50 … +50 градусов, допускалось использование эфира для зимнего пуска. Угол опережения зажигания −8 градусов для низкокачественных топлив, −4 градуса для нормального. Номинальные обороты 3000 об. в мин. Мощность номинальная 0.75-1.0 квт. Имели следующие модификации:

  • 2СД-В — первая модификация с карбюратором К-55, степень сжатия 5,5 , под А-66 бензин;
  • 2СД-М — модификация с карбюратором К-41;
  • 2СД-М1 — модификация с карбюратором К-41 и измененной головкой цилиндра (степень сжатия 6,5)
  • 2СД-М2 — модификация с измененным пусковым механизмом.
  • 2СД-М1К — модификация для работы на керосине (запуск осуществлялся на бензине)

Двигатель СД-60 Б/3 — модификация двигателя бензиномоторной для генератора тип ГАБ-0,5-0/115/Ч-400 и пилы «Дружба», дефорсированная до 1,2 л.с., оснащенная регулятором частоты вращения и предназначенная для продолжительной работы.

Карбюраторный двигатель, используется в качестве силового агрегата для привода различных машин, потребляющих не свыше 5 л. с. Двигатель рассчитан на номинальную мощность 5,5 л. с. при 3000 об/мин. При работе в комплекте электростанции скорость двигателя — 1500 об/мин.

Техническая характеристика:[2]

Тип двигателя двухтактный с двухканальной возвратной продувкой
Число цилиндров 1
Диаметр цилиндра 74 мм
Ход поршня 68 мм
Рабочий объем цилиндра 292 см3
Степень сжатия 5,8
Мощность номинальная 3,7 л. с.
Число оборотов 1500 об/мин.
Магнето М-25Б левого вращения
Тип свечи АПУ с гайкой Б, ГОСТ 2048-54
Тип карбюратора К-12-3
Горючее Бензин А-66 ГОСТ 2084-51
Система смазки Примешивание автола 10 к бензину в соотношении 1:25
Удельный расход горючего 380-420 г на л.с./час
Сухой вес двигателя 40 кг
Габариты 370×440×620 мм

На базе двигателей автомобилей ГАЗ и УАЗ были созданы конвертированные стационарные двигатели. Как правило, конструкция двигателя практически не отличалась от базовой модели. Основное различие было в системах двигателей. Так в системе питания устанавливался карбюратор, лишенный эконостата и ускорительного насоса. Двигатели дооборудовались центробежным регулятором частоты вращения. В комплект двигателя включался пульт управления и щиток приборов. Система охлаждения оснащалась более производительным радиатором.

  • ГАЗ-331 (позже ЗМЗ-331) — модификация двигателя автомобиля ГАЗ М-20 «Победа». Долговременная мощность, в зависимости от модицикации от 26 до 33 л.с.
  1. ↑ Двигатели УД (СК) (неопр.). moymotoblok.ru. Дата обращения 5 декабря 2018.
  2. Шестопалов, К.С. Справочная книга сельского киномеханика. — М.: Издательство «Советская Россия», 1964. — 600 с.
  • Руководство по обслуживанию двигателя Л-6/2. М.: Оборонгиз, 1940.

Какие типы двигателей бывают — МОЙ МОТОЦИКЛ

     движокдвижок

     При выборе мотоцикла покупатель чаще всего смотрит на единственный параметр — максимальную мощность. То есть сколько «лошадей» в нем. А на остальное особо внимания не обращает, конечно если это не особо опытный по этой части человек. И зачастую рождаются мифы о том, что мотор имеющий менее 100 л.с. «не едет» и прочая туфта.

Прежде чем сделать покупку, рекомендуем более внимательно изучить то, что ты хочешь и определиться конкретно для каких целей нужен мотоцикл и где на нем будешь ездить.

Итак поговорим о типах двигателей для мотоциклов:

На мототехнику в основном ставят бензиновые двигатели, хотя сейчас все чаще выпускают байки с електродвигателями — прогресс есть прогресс. Бывают еще и с дизельными движками, но их очень мало, эксклюзив.

двигдвиг

«Несмотря на примитивность конструкции, 1-цилиндровый 4-тактный мотор воздушного охлаждения не сдает позиций на фоне более мощных и более продвинутых конкурентов. Причина – дешевизна в разработке и производстве. Недаром большинство китайских мотоциклов оснащают именнно такими агрегатами»

       Бензиновые двигатели внутреннего сгорания бывают 2-тактными и 4-тактными. Двухтактники до сих пор используются в производстве малокубатурной техники. Благодаря простоте конструкции и отличному соотношению вес/мощность они заслуженно пользуются любовью в кругах скутеристов, любителей оффроуда и шоссейно-кольцевых гонок. Гражданские 2-тактные мотоциклы практически не выпускаются, за исключением некоторых 50- и 125-кубовых моделей. В целом, это неплохой выбор как для первого мотоцикла. Так как на них легче обучаться и привыкать к езде чем с кубатурой побольше, это для тех, у кого опыта, или нет или мало.

4-тактные двигатели технически более современны, у них сложнее конструкция, меньше вредных выбросов и ниже уровень потребления топлива. Их проще обслуживать, чем двухтактники. Современному 4-тактному мотору достаточно регулярной замены масла – и он будет безотказно служить тебе многие тысячи километров. Такими ДВС оснащаются 99% современных мотоциклов.

В отличие от автомобильного мира, в мотопроме существует намного большее количество вариантов компоновки моторов. Большинство авто оснащают 3- или 4-цилиндровым рядником, реже – 4-цилиндровым оппозитом. Все остальные вариации находятся за гранью финансовых возможностей большинства автолюбителей. С мотоциклами все интереснее. В диапазоне $10-20 тыс. доступны байки с самыми разными движками. Но как же выбрать и что будет полезнее?

Мощность или крутящий

uploads-uploads-

«Для мотоцикла крайне важно наличие тахометра, чтобы райдер мог контролировать оптимальные обороты двигателя, где мощность и крутящий достигают максимальных значений»

       Мы не будем рассматривать каждый движок до мелочей. Просто посмотрим, чем примечателен тот или иной механизм, какие у него есть достоинства и недостатки.

Крутящий – это произведение силы на длину плеча ее действия (измеряется в ньютон-метрах). Мощность – это произведение момента на его угловую скорость, то есть количество работы, произведенное на определенных оборотах (измеряется в лошадиных силах). Крутящий момент, создаваемый движком, зависит от площади поршня, радиуса кривошипа коленвала, давления внутри цилиндра и других параметров. Мощность – прежде всего от оборотов движка.

Чтобы получить одновременно мощный и моментный двигатель, нужно заставить большие поршни двигаться очень быстро, вращая длинные рычаги коленвала. К сожалению, это вещи взаимоисключающие. Намного проще раскрутить до бешеных оборотов маленькие поршни с коротким рабочим ходом.
Что важнее: высокая мощность или классный крутящий? Важны не их пиковые значения, которые указывает производитель в ТТХ мотоцикла, а распределение «лошадей» и ньютон-метров в рабочем диапазоне.

мм

«Два диаметрально противоположных примера распределения мощности и крутящего. На первом графике изображены кривые 1584-кубовой воздушной вэшки Harley-Davidson, на втором – 4-цилиндрового жидкостного рядника Honda CBR1000RR. Большая вэшка Харли крайне неохотно крутится, достигая скромных 65 л.с. при 5000 об/мин. Зато у этого мотора очень много крутящего – целых 113 Нм! Правда, все ньютон-метры доступны в узком рабочем диапазоне, оптимальный режим работы движка – 2000-4000 об/мин. Рядник Хонды напротив очень любит, чтобы его крутили. На низких оборотах крутящего мало, мощности – еще меньше. Обе кривые растут в диапазоне от 2500 до 10000 об/мин, самый «сок» движка – отрезок от 7000 до 12000, когда он выдает максимум и «лошадей», и ньютон-метров. В любом случае, оптимальный рабочий режим мотора Хонды намного шире, чем у Харли»

Типы двигателей:

Моноцилиндр.

МоноцилиндрМоноцилиндр

       Самый простой и самый популярный вариант устройства мотоциклетного движка. Чаще всего его можно увидеть на различных эндуро, мотардах и кроссачах. Преимущества одноцилиндрового мотора: компактность, простота конструкции и обслуживания, хороший крутящий момент на низких и средних оборотах. Недостатки: ограничение по объему цилиндра, вибрации, ограниченный рабочий диапазон.

Параллельный твин.

Параллельный твин.Параллельный твин.

       Двигатель с двумя цилиндрами, установленными в ряд, можно встретить на круизерах, шоссейниках и кроссоверах. Преимущества: относительная простота обслуживания, эффективное охлаждение, хороший крутящий момент на средних оборотах. Недостатки: ограниченный рабочий диапазон, невысокая максимальная мощность.

V-твин.

V-твин.V-твин.
«Воздушными» вэшками такого формата оснащают все Харли и прочие круизеры. Почему? Во-первых, такой движок красив. Также V-твины, правда, жидкостные, традиционно любят итальянские мотопроизводители, которые научились выжимать из них нешуточные ТТХ. Поэтому следует разделять «воздушники» и «водянки», которые очень сильно отличаются. Преимущества первых: отличный крутящий на низких оборотах, эстетичный внешний вид, простота конструкции. Недостатки: узкий рабочий диапазон, вибрации, недостаточное охлаждение заднего цилиндра. Жидкостные вэшки имеют такие плюсы: широкий рабочий диапазон, высокие мощность и крутящий, узость конструкции. Их минусы: сложность и часто дороговизна обслуживания.

V4.

V4.V4.

      Достаточно редкий и высокотехнологичный мотор, который очень любят в гонках MotoGP. Впрочем, используется не только на спортбайках, но и туристах. Преимущества: компактность, высокие мощность и крутящий, равномерная отдача ньютон-метров. Недостатки: навороченность конструкции, сложное ТО, высокая стоимость самого агрегата.
3-цилиндровый рядник.

3-цилиндровый рядник.3-цилиндровый рядник.

       Этот движок – экзотика в наших краях. Его используют Triumph, Benelli и MV Agusta (с недавних пор и Yamaha), комплектуя им свои стриты, спортбайки и туристы. Трехцилиндровый мотор – разумный компромисс между не очень мощным параллельным твином и мощным, но сложным 4-цилиндровым рядником. Преимущества: относительная компактность, небольшие вибрации, хорошие мощность и крутящий. Недостатки: отсутствие сервиса в Украине.
4-цилиндровый рядник.

4-цилиндровый рядник.4-цилиндровый рядник.

      Этот мотор устанавливают на быстрые байки. Главная особенность рядника – любовь к высоким оборотам. Такой двигатель можно и нужно крутить, только тогда он покажет все, на что способен. Преимущества: высокая мощность, минимум вибраций, эластичность, широкий выбор кубатуры – от 400 до 1450 см3. Недостатки: широта конструкции, сложное ТО, мало крутящего на низких оборотах.
Оппозит.

ОппозитОппозит

      Эта компоновка и аббревиатура BMW – близнецы-братья. По сути, тот же V-твин, но с развернутыми на 180° цилиндрами. На самом деле немцы позаимствовали такую компоновку у англичан. В свою очередь, СССР украл ее у BMW, выпустив на просторы нашей бывшей необъятной родины популярные до сих пор «Днепры» и «Уралы». Преимущества оппозита: высокий крутящий момент, эффективное охлаждение цилиндров, низкий центр тяжести. Недостатки: ширина и сложность конструкции (в частности системы ГРМ).
Отдельно нужно сказать о единственном в своем роде 6-цилиндровом оппозите, который устанавливается на Honda Gold Wing. Этот 1832-кубовый мотор жидкостного охлаждения считается идеально сбалансированным (то есть в нем почти отсутствуют вибрации), у него низкий центр тяжести и отличный крутящий момент на низких и средних оборотах. Впрочем, такой рабочий объем делает движок почти автомобильным по своим характеристикам.

 

Шестицилиндровый двигатель — Википедия

Запрос «V6» перенаправляется сюда; о японском бой-бэнде см. V6 (группа). Рядный шестицилиндровый двигатель автомобиля BMW (M20B25) со снятой головкой L6 турбодизель K6S310DR тепловоза ЧМЭ3, рабочий объём 163 л

Шестицили́ндровые дви́гатели — двигатели внутреннего сгорания, имеющие шесть цилиндров, размещённые чаще всего друг напротив друга под углом 60° или 90°.

Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается R6[1][2] (от немецкого[3] «Reihe» — ряд), I6 или L6 («Straight-6», «In-Line-Six»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-6 (/6).

В теории I6 в четырёхтактном варианте является полностью сбалансированной конфигурацией относительно сил инерции разных порядков поршней и верхних частей шатунов (силы инерции 1-го порядка разных цилиндров взаимно компенсируют друг друга так же, как и у рядного четырёхцилиндрового двигателя, но, в отличие от последнего, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются), сочетая сравнительно невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Такую же сбалансированность демонстрирует и V12, работающий как два шестицилиндровых двигателя с общим коленчатым валом.

Однако на малых (холостых) оборотах коленчатого вала возможна некоторая вибрация, вызванная пульсацией крутящего момента. Рядный восьмицилиндровый двигатель, помимо полной сбалансированности, демонстрирует лучшую равномерность крутящего момента, чем рядный шестицилиндровый, но в наше время применяется очень редко из-за целого ряда иных недостатков.

Двигатели конфигурации I6 широко использовались и продолжают использоваться в настоящее время на автомобилях, автобусах, тракторах, речных судах. На легковых автомобилях в последние десятилетия, в связи с повсеместным распространением переднего привода с поперечным расположением силового агрегата, и вообще компоновочных схем с более «плотной» организацией подкапотного пространства, более популярны оказались V-образные шестицилиндровые двигатели как более компактные и короткие, хоть и более дорогие, менее технологичные и сбалансированные. Вместе с тем, отдельные производители не спешат отказываться от рядных шестицилиндровых моторов. Яркий пример — BMW. Более того, современные[когда?] технологии позволяют создать достаточно компактный рядный шестицилиндровый двигатель даже для поперечной установки, правда, на достаточно крупном автомобиле — примером такого силового агрегата служит Chevrolet Epica с передним приводом и поперечно установленными 2,0- и 2,5-литровыми моторами разработки Porsche.

Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 дм³ на один цилиндр.

V-образный шестицилиндровый двигатель[править | править код]

V6 фирмы Lancia, первый серийный двигатель такой конфигурации.

V-образный шестицилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается V6 (англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»).

Это второй по популярности в наши дни автомобильный двигатель после рядного четырёхцилиндрового двигателя.

Первый серийный V6 появился в 1950 году на итальянской модели Lancia Aurelia.

Технические особенности[править | править код]

V6 — несбалансированный двигатель; он работает как два рядных трёхцилиндровых двигателя, и без дополнительных мер может иметь весьма большой уровень вибраций. В двигателях V6 используется дисбаланс коленвала, создаваемый противовесами (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом), уравновешивающий момент от сил инерции 1-го порядка поршней и верхних частей шатунов. Кроме того, иногда (при некоторых углах развала цилиндров) для этого дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. Это позволяет приблизить их по плавности работы и уровню вибраций к рядному шестицилиндровому двигателю. Момент инерции 2-го порядка, как правило оставляют свободным, так как он имеет небольшую величину и может быть поглощён опорами двигателя.

Как правило, угол развала цилиндров составляет 60, 90 или 120 градусов. Но встречаются и иные варианты, например 54°, 45°, 65°, 75° или 15° (VR6).

Угол развала 90° обычно встречается на двигателях, унифицированных с двигателями конфигурации V8, для которых такой угол развала является основным. В первых двигателях такой конфигурации, по причине того, что технологии тогда не позволяли сделать достаточно прочный коленвал со смещёнными шатунными шейками, а делать полноопорный коленвал с отдельными шейками для каждого шатуна невыгодно, так как по длине двигатель становится сравнимым с исходным V8 (кроме того, это усложняет двигатель), на каждой шатунной шейке располагались (так же, как и в исходном V8) по два шатуна от противоположных цилиндров (схема с 3 кривошипами, пример — Buick Special, а также советский двигатель ЯМЗ-236). Такая конструкция при угле развала 90° позволяет уравновесить момент инерции 1-го порядка без применения балансировочных валов, однако равномерных интервалов поджига смеси она не обеспечивает (рабочие ходы в цилиндрах следуют не равномерно, а через 90 и 150° по углу поворота коленчатого вала, порядок работы цилиндров при этом 1-4-2-5-3-6). Следствием этого является заметная вибрация работающего двигателя, особенно при работе на малых оборотах коленчатого вала, а также грубый и неприятный на слух звук выхлопа, а по плавности хода двигатель больше напоминает трёхцилиндровый. Чтобы уменьшить вибрации и улучшить плавность хода, применяют маховик увеличенной массы. В более современных[когда?] двигателях V6 с углом развала 90° используется усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (6 кривошипов), обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси, а момент инерции 1-го порядка уравновешивается при применении балансировочного вала (без него он уравновешивается не полностью, что потребует усовершенствованной подвески двигателя и часто неприемлемо для современного[когда?] легкового автомобиля из-за повышенной вибрации). Однако на болидах формулы-1 (регламент 2014) года используется именно простой коленвал с тремя кривошипами, не обеспечивающий равномерных интервалов поджига, но обладающий большей прочностью и не требующий уравновешивания момента 1-го порядка.

120-градусный развал позволяет получить широкий, но низкий силовой агрегат, что лучше подходит для низких, например, спортивных машин. В нём так же на каждой шатунной шейке располагаются по два шатуна (число шатунных шеек — 3), но за счёт угла развала цилиндров 120° обеспечиваются равномерные интервалы поджига смеси. Такая конфигурация имеет довольно большой момент 1-го порядка, который можно скомпенсировать только при применении балансировочного вала. При всех остальных углах развала (отличных от 120°), чтобы обеспечить равномерные интервалы поджига смеси (через каждые 120° по углу поворота коленвала) и тем самым уменьшить вибрацию двигателя, а также обеспечить плавный ход, каждый шатун располагают на отдельной шатунной шейке коленвала, либо применяют усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (это уменьшает длину двигателя, а также упрощает его, но требует усовершенствованния технологии изготовления коленвала).

60-градусный развал позволяет скомпенсировать момент 1-го порядка без применения балансировочных валов. По этой причине, а также благодаря компактности, этот угол развала считается «родным» для V-образных шестёрок. Иногда по каким-либо причинам применяют близкие углы развала, например 54° или 65° при незначительном увеличении вибраций, которые растут по мере отклонения от угла 60°.

Угол развала 15° позволяет сделать одну общую головку для всех цилиндров, а также позволяет использовать порядок зажигания такой же, как у рядного шестицилиндрового двигателя и обладает удовлетворительной сбалансированностью без применения балансировочных валов, что вместе с усовершенствованной подвеской двигателя решает проблему вибраций.

Именно трудности балансировки и являлись основной причиной, сдерживавшей распространение серийных двигателей этого типа. До 1950-х годов такие двигатели создавались, но либо для стационарных установок (например бензогенераторов), либо как опытные образцы.

В 1959 году в США фирма GM начала производство пятилитрового V6, которым оснащались пикапы и субурбаны (гибрид универсала и микроавтобуса на шасси пикапа).

В 1962 году в США пошёл в производство «компакт» Buick Special с 90-градусным V6, разработанным на основе небольшой V-образной «восьмёрки», но он отличался высоким уровнем вибраций и вскоре был снят с производства.

Одним из первых полностью перешёл на V-образные шестицилиндровые моторы (двух семейств — Cologne и Essex, в зависимости от места разработки — ФРГ или Великобритании) европейский филиал «Форда»: с 1965…66 годов они постепенно вытеснили ранее использовавшиеся на наиболее крупных европейских моделях этой марки рядные шестёрки (первоначально европейский «Форд» также повсеместно заменил на своих автомобилях рядные четвёрки на моторы конфигурации V4, принадлежавшие к тем же семействам, что и V6, но впоследствии отказался от них — в то время, как V6 упомянутых выше семейств дожили до 2000-х годов). При этом американский «Форд» оставался крайне консервативен в выборе типов силовых агрегатов, начав выпуск собственных V6 (на основе разработок британского филиала) лишь в начале 1980-х годов (на пике бензинового кризиса рубежа 1970-х — 1980-х годов).

Первый серийный японский V6 появился только в 1983 году у фирмы Nissan — серия Nissan VG, затем более продвинутым японским V6 стал мотор серии 6G от Mitsubishi, появившийся в 1986 году, примечатлен он тем, что устанавливался он на самый дорогой спорткар этой компании Mitsubishi 3000GT и в турбоверсии выдавал аж 320 лошадиных сил, нося индекс 6G72TT.

Использование в автомобилях[править | править код]

V6 — один из самых компактных двигателей, он обычно короче, чем I4, и в большинстве исполнений у́же и короче, чем V8.

В современных[когда?]переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя по компоновочным соображениям как правило невозможна установка рядных шестицилиндровых двигателей, что, при повышенных требованиях к мощности в наши дни, обуславливает популярность V-образных шестицилиндровых моторов на автомобилях более высоких классов, несмотря на малую сбалансированность и сложность в производстве в сравнении с I6. Унификация двигателей различных автомобилей приводит к тому, что V6 устанавливают и в машинах с продольным расположением двигателя, в которых, в принципе, нет строгой компоновочной необходимости его применения, — хотя оно и даёт ряд преимуществ. Вместе с тем, на автомобилях того же класса с задним приводом, вроде 5-й серии BMW, всё ещё довольно широко распространены и рядные «шестёрки».

Из советских двигателей серийными V6 были только дизели большого рабочего объёма для грузовиков, и спецтехники: ЯМЗ-236 и СМД-60. Трёхлитровый V6 моделей ГАЗ-24-14 и ГАЗ-24-18 планировался в качестве базового двигателя легкового автомобиля «Волга» ГАЗ-24, но впоследствии в силу целого ряда причин был заменён на рядный четырёхцилиндровый. Однако, была выпущена опытно-промышленная партия этих двигателей, которые использовались на ряде спортивных автомобилей, в частности, на одном из серии «Эстония».

Другим направлением развития является VR-технология, которая зародилась в 1920-е годы, когда компания Lancia выпустила семейство V-образных моторов с очень маленьким углом развала цилиндров (всего 10—20°). «VR» представляет собой аббревиатуру двух немецких слов, обозначающих V-образный и R-рядный, т. е. «v-образно-рядный».[3]

Двигатель представляет собой симбиоз V-образного двигателя с минимально малым углом развала 15° и рядного двигателя, в котором шесть цилиндров расположены V-образно под углом 15°, в отличие от традиционных V-образных двигателей, имеющих угол 60° или 90°. Поршни в блоке размещаются в шахматном порядке.

Двигатель никак не наследует сбалансированность R6[4], но имеет лучшую компактность в сравнении с V6 и R6. Совокупность достоинств обоих типов двигателей привела к тому, что двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволил накрыть оба ряда цилиндров одной общей головкой, в отличие от обычного V6. В результате двигатель VR6 получился значительно меньшим по длине, чем R6, и по ширине, чем обычный V6[3].

Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 л. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 л мало оправдано из-за относительно высокой стоимости изготовления (по сравнению с четырёхцилиндровыми двигателями) и большой (в сравнении с ними же) длины. Однако, подобные случаи имели место, например, мотоцикл Benelli 750 Sei имел двигатель I6 с рабочим объёмом всего 0,75 л.

В настоящее время технология возрождена концерном Volkswagen, который выпустил шестицилиндровые двигатели компоновки VR6. Ставился с 1991 года (1992 модельный) на автомобили Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Имеет заводские индексы «AAA» объёмом 2,8 литра, мощностью 174 л/с и «ABV» объёмом 2,9 литра и мощностью 192 л/с.

Имеет два ряда по три цилиндра, которые расположены под углом 180°, причём противостоящие поршни двигаются зеркально (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Такой двигатель хорошо уравновешен и имеет малую высоту и низкий центр тяжести, но при этом он довольно широкий. Используется на некоторых автомобилях («Порше», «Субару») и мотоциклах («Хонда Голд Винг»).[источник не указан 452 дня]

  • Nunney, M J. Light and Heavy Vehicle Technology.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о