Преимущества V-образного двигателя

Преимущества V-образного двигателя.

В реалиях нашего времени лавры популярности очень долгое время удерживает двигатель определенной конструкции, а именно с развалом блока цилиндров с углом девяносто градусов. Это знаменитый и всем известный V образный ДВС. Такой тип двигателя является продолжением развития своего прародителя – двигателя с рядным положением цилиндров. Как он появился, почему именно такое исполнение – тема данной статьи.
История рождения

Общепринятым, классическим считается четырех цилиндровый, с продольным размещением цилиндров двигатель. Стандартным для того времени путем увеличения мощности такого ДВС считается увеличение рабочего объема камеры сгорания. Но вполне логично предположить что такой путь является тупиковым, так как всему есть свой предел и рабочему объему. Исходя из этого перед инженерами и конструкторами предстала новая задача. Как увеличить мощность при этом сохранив допустимые габаритные характеристики для легковых транспортных средств. Ответом для решения этой задачи послужило появление рядного 6-цилиндрового ДВС. Такой подход применим к сожалению лишь для легковых автомобилей.

Но спустя какое-то время достигнутых результатов стало также не достаточно. И в конструкторских бюро вновь закипела кропотливая работа. Венцом долгих лет расчетов, проб и попыток стал двигатель в котором совмещены под углом, друг относительно друга два рядных двигателя с одним совместным коленчатым валом. Это творение получило V образную форму и предстало пред публикой. Великий V образный двигатель внутреннего сгорания. Его конструктивная особенность позволяла конструкторам значительно сэкономить рабочее пространство в подкапотном пространстве, при этом значительно увеличить мощность агрегата. Как показала история, наибольшей популярностью у потребителя пользуются двигатели с количеством цилиндров 6 и 8. Такая черта позволила сохранить наиболее разумный баланс между габаритными показателями и мощностью такого ДВС.

Исходя из выше упомянуто истории такие двигателя являются несколько сложными. Не зависимо от типа топлива, любой V образный ДВС имеет пару ГБЦ (головок блока цилиндров), но при этом имеет единый, сложный ГРМ и совместный коленчатый вал. Такие особенности позволяют одновременно использовать потенциал всех поршней сразу. Платой за эти достоинства является высокая цена производства и эксплуатации.

Совмещая все достоинства и недостатки такие двигателя получили крайне широкое распространение практически на всех типах транспорта, начиная от мотоциклов заканчивая небольшими судами.

Такие двигатели несмотря на недостатки имеют неплохую экономичность в разрезе: Размер – вес – мощность – потребление топлива. Глядя на это практически все производители техники в Европе, на просторах Северной Америки, Японии и по сей день широко их применяют на своих транспортных средствах.

Это говорит лишь об одном — V образный двигатель внутреннего сгорания жив и будет жить!

V-образный двигатель

Одним из ныне популярных видов двигателей внутреннего сгорания является V-образный двигатель. Этот вид моторов считается одной из стадий развития ДВС, поэтому его появление считается вполне логичным и не ассоциируется как великое достижение. История создания V-образного двигателя и его технические особенности – тема нашей сегодняшней статьи.

Как появился этот вид двигателей?

Традиционным двигателем считается рядный, и когда-то увеличение мощности осуществлялось только путем увеличения объема цилиндров. Но, разумеется, всему есть свой предел, так же как и размерам цилиндров. В этой свези, конструкторы вынуждены были придумать новый способ увеличения мощности, но в то же время, сохраняя габариты мотора. И выход был найден, для получения большей мощности были созданы двигатели с 6-цилиндрами, что, пожалуй, является максимальным количеством для легкового автомобиля.

Однако и этого стало недостаточно, поэтому спустя некоторое время удалось сделать еще одно открытие – двигатель, в котором цилиндры располагались под углом напротив друг друга, то есть V-образный мотор. Его конструкция позволяла сэкономить драгоценное место под капотом, и в результате широкое распространение получает как 6 цилиндровый v образный двигатель, так и 8-цилиндровый, что является идеальным сочетанием между габаритами и мощностью мотора.

Технические особенности V-образного двигателя

Несложно догадаться, что такой мотор очень сложен в техническом плане. По сути, так же как и бензиновый, дизельный v образный двигатель имеет 2 головки блока цилиндров, а также очень сложную систему ГРМ. При этом такой двигатель оснащен одним коленчатым валом, который может приводить в движение сразу 8-поршней. Разумеется, что и в обслуживании такой мотор крайне не дешевый.

Вместе с этим, имеющиеся недостатки не повлияли на популярность этого типа моторов, поэтому встретить можно v образный двигатель и у мотоцикла. Причиной такого массового распространения является экономичность мотора совместно с высокой мощностью. V-образные двигатели полюбили многие знаменитые автоконцерны: BMW, Ford, Toyota, Mercedes, Mazda и многие другие. В-образная конструкция позволяет создать максимально облегченный агрегат, что для многих автомобилей имеет огромное значение, так как вопрос снижение веса связан с другим не мене важным – вопросом расхода топлива.

Поэтому смело можно говорить о том, что после рядного двигателя по популярности идет V-образный, который во многих странах считается более перспективным и интересным с технологической точки зрения.

Читайте также:

• Должен ли кипеть автомобильный аккумулятор при зарядке — что делать в таком случае

Когда при зарядке аккумулятора начинает кипеть электролит, у многих автолюбителей возникают вопросы о возможных последствиях данного явления. У каждой АКБ подобные процессы имеют разную интенсивность: от выделения небольших пузырьков до активного бурления. Расскажем, почему это происходит, и какие меры необходимо принимать в подобных случаях. Причины возникновения процесса кипения Чтобы .

Краш-тест – один из параметров, который интересует нас при покупке нового автомобиля. Он неизменно связан с обозначением степени безопасностью автомобиля, определяя, какие травмы может получить водитель и пассажир при различных видах столкновения. На сегодняшний день практически все автомобили, запущенные в серийное производство, проходили .

Одной из вариаций автоматической коробки передач, является так называемая Direct Shift Gearbox, или более привычное название – коробка DSG. На сегодняшний день этот вид автоматической коробки считается самым совершенным, самым надежным и по прогнозам экспертов в ближайшие годы она будет устанавливаться на 25% производимых автомобилей. Особенностью этой коробки передач является наличие .

Двигатели: рядные, V-образные, оппозитные

Сегодня встретить в описании автомобильных двигателей можно не только величины мощности и крутящего момента, но и приставки: рядные, V-образные и оппозитные, характеризующие расположение цилиндров. Несмотря на то что каждая из этих схем – эволюционный шаг в двигателестроении, ни от одной из них до сих пор еще не отказались. А все потому, что все они имеют свои плюсы и минусы, на которые также необходимо обращать внимание при выборе транспортного средства.

Первым запатентованным двигателем внутреннего сгорания стал мотор, разработанный в 1883 году Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом. Это был одноцилиндровый двигатель, развивающий всего 1,1 л. с. Разумеется, мощностью таких моторов довольствоваться не приходилось. Ведь автомобили должны были заменить конные экипажи, перенимая на себя все их задачи: перевозка людей, грузов и так далее.

Поэтому для увеличения силы двигателей, стали увеличивать рабочий объем цилиндра. Но, как оказалось, всему есть предел. Вместе с цилиндром необходимо было увеличивать поршень и шатун, на эти детали возрастали нагрузки, и их также необходимо было учитывать при проектировании. Кроме того, воспламенение топливовоздушной смеси больших объемов в таком двигателе происходит с определенной паузой, из-за чего он работает неравномерно. В таком случае необходимо устанавливать тяжелый балансир, и тогда конструкция становится еще более тяжелой и, чтобы приводить ее в движение, необходима дополнительная энергия. В результате одноцилиндровые двигатели становились слишком массивными, а масса увеличивалась не пропорционально мощности. Это приводило к тому, что заставить двигатель работать на высоких оборотах становилось невозможным, а, как известно, чем ниже скорость вращения коленчатого вала, тем меньше его мощность.

В скором времени решили, что коленчатый вал может перемещать не только один поршень, и к одному цилиндру прибавились еще несколько. Цилиндры разместили в ряд (так проще всего). Сначала появились 2-цилиндровые двигатели, а в 1890 году появился первый 4-цилиндровый двигатель. Мощность этого мотора уже достигала 5 л. с. при 620 об/мин, но как по нынешним меркам, так и по меркам того времени этого было не достаточно, чтобы перемещать тяжелую технику. Поэтому создавались новые двигатели, число цилиндров которых достигало шести, восьми и даже двенадцати. И вот тут производители столкнулись со следующей проблемой. Таким двигателям требовалось большое количество свободного места под капотом. Кроме того, эти моторы за счет свого веса утяжеляли автомобиль, тем самым ухудшая его устойчивость и управляемость. Мысли инженеров направились на создание более компактного двигателя. К слову, сегодня рядные моторы можно встретить максимум с шестью цилиндрами. В основном по такой схеме сегодня строятся 4-цилилндровые двигатели, так как наиболее просты при производстве.

На самом деле идея компактного двигателя была запатентована еще до того, как появились многоцилиндровые монстры. Такой двигатель был создан в 1889 году. Он имел два цилиндра с углом развала 17 градусов и развивал 1,6 л. с. при 900 об/мин. V-образная компоновка, по сути, представляла из себя два двигателя, расположенных рядом друг с другом и приводящих в движение один общий коленчатый вал. Такая компоновка позволила сократить размеры мотора в длину почти вдвое.

В автомобилестроении первый V-образный мотор появился в 1905 году. Это был авиационный двигатель, построенный французским изобретателем Леоном Левавассером. Вначале моторы, построенные по такой схеме, устанавливали на грузовики и автобусы, а со временем они стали встречаться и под капотами легковых автомобилей. И все же, несмотря на многие положительные качества такой схемы, она не вытеснила рядную. Ведь там где есть плюсы, всегда есть и минусы. Главным образом это более сложная конструкция (два газораспределительных механизма вместо одного), и, следовательно, трудоемкость производства и дальнейшего ремонта. Кроме того, габаритные размеры хоть и уменьшились в длину, но моторы при этом «разрослись» в ширину.

Одним из типов V-образных моторов, который удостоен отдельного внимания, является оппозитный двигатель. По сути, этот двигатель является V-образным с углом развала цилиндров 180 градусов. В основном такие моторы нашли широкое применение на мотоциклах. Поперечное (направлению движения) размещение двигателя улучшало охлаждение цилиндров набегающим потоком воздуха. Однако и в автомобильной промышленности ему также нашлось место. С 1938 по 2003 года оппозитники устанавливали на Volkswagen Beetle, все по той же причине лучшего охлаждения (мотор имел воздушную систему охлаждения).

В 60-е годы производители усердно занялись разработкой переднеприводных автомобилей. Машины с такой схемой по сравнению с приводом на заднюю ось имели преимущества на скользком покрытии, а также были проще и дешевле в изготовлении. Но как оказалось не все так просто. По причине тяжести двигателей переднеприводные автомобили того времени не могли похвастаться хорошей управляемостью и равновесием в поворотах. Конструкторы стали снижать центр тяжести двигателей, в основном этого добивались, «укладывая моторы на бок». И пока одни автомобильные компании экспериментировали с расположением мотора, японские инженеры из Subaru в 1966 году представили свой первый переднеприводный автомобиль Subaru-1000, на котором был установлен оппозитный двигатель, размещенный вдоль оси автомобиля. За счет горизонтального расположения цилиндров мотора, значительно понизился центр тяжести автомобиля, улучшив тем самым устойчивость и управляемость машины.

Тем не менее такие моторы не нашли массового применения. Обусловлено это рядом минусов: неравномерный износ цилиндров (из-за точечного распределения нагрузок сечение цилиндра со временем становится эллипсным), большой расход масла и плохая вентиляция картера. Оппозитные двигатели сегодня можно встретить на автомобилях марки Subaru и Porsche, для которых на первом месте находится управляемость.

Еще к одному из типов расположения цилиндров можно отнести рядно-смещенный двигатель, обозначаемый индексом VR. Этот мотор является комбинацией V-образного и рядного двигателей. Поршни перемещаются под углом 15 градусов, что позволяет расположить их в одном блоке цилиндров. Создавая этот двигатель, конструкторы пытались максимально использовать плюсы V-образного и рядного двигателя: небольшие габаритные данные (как в длину, так и в ширину), простота изготовления. Но создать идеальный мотор задача оказалась не из простых. Эти двигатели обладают высокой тепловой напряженностью. Тонкие стенки между рядами цилиндров не позволяют сделать достаточное количество каналов для охлаждающей жидкости, вследствие чего эти моторы хуже противостоят перегрузкам.

Погоня за мощностью привела к тому, что на свет появились моторы, построенные по схеме W. Это, по сути, два VR двигателя, угол между которыми составляет 72 градуса или три рядных. Главный недостаток таких моторов заключается в том, что на коленчатом валу находится в два раза больше шатунов, чем на V-образном, и в четыре раза! больше, чем на рядном. Шатуны изготавливаются тонкими, а так как эти детали являются одними из наиболее нагруженных в двигателе, то в результате на больших оборотах они начинают изгибаться. Такие моторы, созданы не для массового использования. Их можно встретить лишь на спортивных автомобилях.

V-образный двигатель — новшество компании Форд

История компании Ford Motor часть 2
1920-1940 годы

Стремительный темп жизни постоянно требовал наращивания мощностей и внедрения оригинальных технологий. Соответствуя ритмам времени, «Форд Мотор Компани» была уже наготове со своими новыми изобретениями. 1 апреля 1932 года компания представила общественности V-образный 8-цилиндровый двигатель. Форд стал первой компанией, которой удалось выпустить монолитный 8-цилиндровый блок. Автомобили с таким двигателем надолго стали фаворитами практичных американцев.

Уже в 1934 году как на фермах, так и на улицах крупных городов появились грузовые автомобили «Форд», оснащенные полностью доработанным двигателем.

В это время все актуальнее становиться проблема безопасности автомобиля. Генри Форд не оставляет без внимание и эту тему. На его заводах впервые начинают применять безопасные стекла, ведется постоянная работа по снижению риска для человеческой жизни- забота о человеке всегда была и остается самым важным аспектом общей политики компании. Автолюбители и рядовые граждане щедро платят за такую заботу своей приверженностью и любовью к Форду.

Знаменитая марка завоевывает популярность не только в Америке, но и по всему миру. В этот период Форд имеет огромную сеть заводов и магазинов по всей Америке, открывает филиалы в Европе и России. Тысячи автомобилей находят своих хозяев по всему миру. Марка становится подлинно народной.

1921 г. – 28 мая выпущен 5 000 000-ый автомобиль.

1922 г. – Для выхода на рынок люксовых автомобилей Форд купил Lincoln Motor Company за 8 млн долларов.

1923 г. – Открылись филиалы фирмы в Италии (Риме), в Голландии, сборочный завод компании в Берлине.

1924 г. – 4 июня изготовлен 10 000 000-ый автомобиль.

1925 г. – Построен первый из 196 трёхмоторных самолетов, которые использовались первыми американскими коммерческими авиалиниями. Открылся филиал компании в Мексике.

Новая «Модель А» в 1927 году стала первым фордовским автомобилем с овальным значком на решётке радиатора. Овал цвета «Deep Royal Blue», который мы знаем до сих пор, использовался на многих автомобилях до конца 1950-х годов.

1927 г. – Падение продаж модели «Т». Улучшенная, но в основном остававшаяся прежней в течение многих лет, она начала проигрывать более стильным и мощным машинам, предложенным конкурентами Форда. За всё время производства модели «T» было выпущено более 15 000 000 автомобилей. 31 мая заводы Форда по всей стране закрылись на шесть месяцев с целью переоборудования для производства новой модели «А», усовершенствованной по всем аспектам. Впервые на автомобилях в стандартной комплектации было применено безопасное стекло. Открылся завод корпорации в Японии.

1928 г. – Открыто техническое отделение и сервисный центр компании в Шанхае.

1929 г. – Начат выпуск первого массового автомобиля с кузовом «универсал», началась сборка автомобилей компании на заводе в Австрии. Заключено соглашение о технической помощи по организации массового производства легковых и грузовых автомобилей в СССР .

1932 г. – 1 апреля начато массовое производство V-образных 8-цилиндровых двигателей. Ford Motor Company становится первой компанией, которой удалось выпустить монолитный восьмицилиндровый блок. Пройдут еще многие годы, пока конкуренты Форда смогут запустить в массовое производство надежные двигатели V-8. Тем временем, автомобиль Ford и его надежный двигатель стали фаворитами практичных американцев. Открылся сборочный завод в Кельне.

Lincoln Zephyr был задуман Эдселем Фордом. Представлен 2 ноября 1935 г. в качестве модели 1936 года. Был очень современным, с низкой рейкой ветрового стекла, интегрированными крыльями и обтекаемым аэродинамическим дизайном. Lincoln Zephyr был одним из первых успешных обтекаемых автомобилей после провала модели Chrysler Airflows.

1936 г. – Выпускается модель «Lincoln Zephyr», первая среднеценовая модель этого бренда. Её цена вдвое меньше предыдущей модели Lincoln.

1938 г. – Создаётся бренд Mercury для продажи автомобилей средней ценовой категории, располагающихся между относительно доступными моделями «Ford» и роскошными «Lincoln». Изначально это подразделение выпускало автомобили полностью независимой разработки.