Почему рядные 6-цилиндровые двигатели надёжнее всех остальных
За более чем 100-летнюю историю развития автомобильной промышленности двигатели эволюционировали ничуть не меньше, чем сами автомобили и превратились из маломощных 1-цилиндровых агрегатов в сверхмощные многоцилиндровые с разным расположением цилиндров.
Современные легковые автомобили оснащаются различными по объёму как рядными, так и V-образными и даже W-образными двигателями, а количество цилиндров в них может достигать 16-ти, например двигатели автомобилей Bugatti Veyron и Bugatti Chiron.
Однако, если заглянуть в историю, то можно неоднократно убедиться, что самыми надёжными двигателями, способными без проблем преодолеть 500 000 и более километров пробега, всегда были рядные 6-цилиндровые.
Ярким доказательством этому являются легендарные двигатели Nissan серии RB25, Toyota серии 2JZ, Mercedes-Benz серии M104 и BMW серии M50.
Так в чём же преимущество рядных 6-цилиндровых двигателей и почему они настолько надёжны?
Во-первых, в отличие от V-образных и тем более W-образных двигателей, конструкция рядных двигателей, в том числе 6-цилиндровых, более проста, а чем проще механизм, тем он надёжнее и долговечнее.
Во-вторых, рядные 6-цилиндровые двигатели на много дешевле в ремонте и техническом обслуживании, чем аналогичные по объёму, мощности и количеству цилиндров V-образные двигатели.
В-третьих, рядные 6-цилиндровые двигатели наиболее сбалансированые, чем V-образные двигатели с таким же количеством цилиндров, благодаря чему нагрузка на детали двигателя меньше, а их ресурс соответственно больше.
В-четвёртых, в отличие от рядных двигателей с меньшим количеством цилиндров, рядные 6-цилинровые двигатели обладают достаточно большой мощностью, в связи с чем не нуждаются в форсировании, что в свою очередь позволяет сохранить их ресурс.
В-пятых, рядные 6-цилинровые двигатели более экономичны, чем V-образные двигатели с таким же объёмом и количеством цилиндров.
К сожалению, последнее время по ряду причин всё больше автопроизводителей постепенно отказываются от производства рядных 6-цилинровых двигателей и оснащения ими своих автомобилей.
В первую очередь это связано с высоким спросом на дешёвые переднеприводные автомобили с поперечным расположением двигателя, которые технически невозможно, да и не нужно оснащать рядными 6-цилинровыми двигателями.
Ну и, конечно же, не последнюю роль во всём этом сыграли экологи и их жёсткие стандарты вредных выбросов в атмосферу. Ведь именно экологи заставили большинство автопроизводителей отказаться от производства рядных 6-цилинровых двигателей в пользу более экологичных и мощных за счёт турбонаддува V-образных аналогов.
В заключение отмечу, что в настоящее время рядными 6-цилиндровыми двигателями оснащают свои легковые автомобили преимущественно BMW и Mercedes-Benz. К счастью, эти два немецких автопроизводителя пока не планируют отказываться от производства рядных 6-цилиндровых двигателей. Понравилась публикация? Поделись!
Оппозитный двигатель
Оппозитные двигатели маркируются буквой B. Что означает Boxer -аналогия перемещения рук от соперника к сопернику на боксерском ринге. Так например B2 означает двухцилиндровый двигатель, B4 четырехцилиндровый и т.д. Плюсы оппозитников очевидны они короче рядных двигателей в два раза. Это как два рядных двигателя, один напротив другого передающий свой крутящий момент на один коленчатый вал. (рис. 6)
Рис. 6 Двухцилиндровый оппозитный, хорошо знакомый в советском союзе мотор мотоцикла Урал и французский Citroen 2CV
Рис. 7 Четырехцилиндровый оппозитный мотор
Еще одним важным плюсом оппозитников является относительная уравновешенность. Фактически все элементы симметричны, что значительно уменьшает вибрации. Кроме того, конструктивной особенностью является жесткий блок, с центральным креплением вала, что также положительно сказывается на гашении вибраций. Стоит заметить что двухцилиндровый оппозитный мотор не уравновешен относительно возникновения вибраций, в следствии того что перемещение двух цилиндров друг к другу или друг от друга пытаются создает крутящий момент для коленчатого вал в вертикальной оси. Точка центра вращения крутящего момента находится между креплениями шатунов на коленчатом валу. Стоит добавить еще два цилиндра которые будут работать в противофазе первым и мы компенсируем этот недостаток оппозитного мотора. С плюсами оппозитников мы разобрались, но ведь не бывает все так хорошо. Да действительно, оппозитники фактически требуют две головки, раздвоенную систему питания, более сложную конструкцию и технологию изготовления блока (рис 
Рис. 8 Оппозитный двигатель от Porsche имеет две одинаковые головки клапанов. При этом привод распределительных валов – цепная передачи имеется спереди и сзади, для распределительного вала одной и второй головки.
Рядный двигатель
Наименование двигателя говорит само за себя. В таком двигателе все поршни в головке цилиндров расположены рядно – в один ряд. Такие двигатели наиболее просты по своей конструкции и технологии производства деталей к ним. Подобные двигатели ремонтопригодны в частных мастерских. Это что говориться классика. Обозначение двигателей начинается с буквы R. Так R2 значит что в двигателе 2 цилиндра в ряд, R3 три цилиндра в ряд и так далее. Если относительно расположения цилиндров все понятно, то их базирование на коленчатом валу может быть различным. Смотрите на рисунок 2 ниже
Рис. 2 Пример А: трехцилиндровый рядный двигатель с углами между кривошипами 120 градусов, Равномерное по времени зажигание смеси за один период (оборот коленчатого вала) реализовано в конструкции двигателя по схеме В – двухтактных цикл работы (углы между кривошипами 180 градусов). Вариант С, фактически альтернатива одному большому поршню, при этом двигатель получается более компактным (такая конструкция двигателя применена на автомобиле «Ока»)
Наиболее распространенными из рядных двигателей на сегодняшний момент являются четырехцилиндровые двигатели. Их объем вирируется, как правило в пределах от 1 литра до 2,4 литров. Многое в эффективности двигателей зависит от подачи топливно-воздушной смеси, но это тема другой статьи. Несимметричная конструкция двигателя относительно коленчатого вала вносит свои коррективы. Так коленчатый вал выполнен с компенсирующими отливами. Фактически они гасят инерционные силы от поступательного движения поршней при вращении коленчатого вала (хорошо видны на рисунке 7)
Рис. 3 Пример когда двухцилиндровый двигатель при реализации турбонаддува достигает столь высокой мощности Fiat 500 двигатель 0,9 л – 85 л.с. и самые простые и дешевые двухцилиндровые представители российская Ока и индийская Tata Nano
Рис. 4 Рядный пятицилиндровый двигатель от Mercedes Benz
Моторы с шестью цилиндрами в ряд также не популярны. Все дело даже не в том, что они потребляют много бензина, проблема рядных двигателей это их размеры. Такие двигатели хорошо только вписываются в фюзеляж самолета а в капот машины уже не каждой. При установки многоцилиндровых двигателей приходится изощряться чтобы мотор и КПП поместились в одном моторном отсеке. Так Austin Maxi 2200 выпускавшийся в Англии в середине 60-х годов имел коробку передач размещенную под двигателем. Автомобиль Volvo S80 с шестью цилиндрами в ряд имеет очень компактную коробкой передач (Рис.5 ). Каково же решение, если требуется повышение мощности, при условии что двигатель должен иметь более компактные формы. Ответ прост половина цилиндров симметрично переноситься оппозитно – друг напротив друга. То есть угол между цилиндрами составляет 180 градусов. Отсюда и название оппозитные двигатели.
Рис. 5 Рядные многоцилиндровые моторы на Austin Maxi 2200 и Volvo S80
Какой двигатель лучше?
В настоящее время все двигатели конструктивно можно разделить на рядные (R), V-образные и боксовые (BOXER). Основным преимуществом рядных двигателей является их лучшая удельная мощность. Рядные двигатели, в свою очередь, классифицируются по количеству цилиндров. Если вас интересует услуга доставки дизельного топлива, свяжитесь с .
Рядные двигатели
Трехцилиндровый двигатель (R3) компактен и производит больше мощности, поскольку имеет наименьшие потери на внутреннее трение. В то же время, однако, R3 менее сбалансирован, имеет более высокую вибрационную нагрузку и более шумный.
В этом отношении лучше выглядит четырехкотловой двигатель (R4), который к тому же не только компактен, но и прост и экономичен по конструкции.
Недостатком R4 является небольшой рабочий объем, который не позволяет ему превышать 1000 — 2500 кубических сантиметров. Но шестицилиндровый R6 имеет самый идеальный баланс среди рядных двигателей.
Его основными недостатками являются большая головка блока цилиндров и коленчатый вал, а также технически более сложная конструкция.
V-образные двигатели
Эти недостатки не относятся к V-образным двигателям, которые сочетают большой объем с малыми размерами.
Основная проблема их конструкции заключается в необходимости использования балансирных валов для балансировки кривошипно-шатунного механизма.
Вариантом V-образной конструкции является компактный двигатель (VR) с расстоянием между рядами 15°. Но это не предел. Сверхкомпактный двигатель (W) может разместить под капотом до 16 цилиндров.
Оппозитные двигатели
Бескапотный двигатель (BOXER) отличается самым низким центром тяжести, что повышает устойчивость автомобиля.
Минимальные вибрации можно считать преимуществом благодаря лучшей балансировке по сравнению с рядными или V-образными двигателями.
Однако они не получили широкого распространения из-за проблем с обслуживанием.
Пример: для замены свечей зажигания, в отличие от некоторых автомобилей Subaru, приходится снимать двигатель, что не удешевляет обслуживание.
Роторный двигатель
Для полноты картины следует также упомянуть роторно-поршневой двигатель, который также называют роторно-поршневым или роторно-лопастным.
Впервые он был применен на автомобиле ВАЗ-2104 и имеет ряд преимуществ перед обычными рядными двигателями.
Хорошее ускорение за счет высокой мощности и крутящего момента, небольшие размеры и простая конструкция системы смазки, а также упрощенное управление лопастями давали надежду на будущее двигателя.
Но недостатков оказалось больше, чем хотелось бы конструкторам.
Во-вторых, он имел более короткий срок службы из-за ненадежных уплотнений.
Рядные..
Двигатели, в которых цилиндры расположены один за другим в одной плоскости, обозначаются буквой «R».
Рядные двигатели — это самые простые и дешевые двигатели с минимальным количеством компонентов по сравнению с другими конструкциями. Неудивительно, что на заре автомобилестроения большинство автомобилей оснащались именно этими двигателями. А некоторые компании (например, Voisin) строили прототипы 12-цилиндровых монстров!
Но в наши дни создание большого моторного отсека — недостижимая роскошь, поскольку в этом случае остается мало места для пассажиров. Кроме того, большинство современных моделей являются переднеприводными. Двигатель обычно устанавливается поперечно, поэтому громоздкие рядные восьмицилиндровые и другие многоцилиндровые двигатели практически невозможно разместить под крышкой. Кроме того, нелегко сделать длинный коленчатый вал эффективным. Он не выдерживает огромных нагрузок современных высокоскоростных двигателей. Конечно, дорогие материалы и технологии могут решить эту проблему, но они неизбежно увеличивают производственные затраты.
Оппозитные двигатели («боксёры»)
Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8. Хотя свой 6-цилиндровый «боксёр» EZ30 Subaru называет H6.
Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».
Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля. Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции. А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.
Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».
V образный двигатель
Фактически V образные моторы это частный случай оппозитников, когда рядные моторы установлены не один напротив другого под 180 градусов, а с углом например 60 или 90 градусов. Здесь возникает желание уменьшить угол между цилиндрами до такого чтобы минимизировать габариты двигателя. Так например выпускавшиеся автомобили Lancia Fulvia в 70-х годах прошлого века имели V образный мотор с углом развала блока 23° (Рис. 8). Так в чем же проблема? Дело не в том, что это невозможно разместить конструктивно поршни так близко к друг другу. Дело в том, что мы получаем очень неуравновешенную систему. Перемещение поршней и их инерционные силы не будут уравновешиваться, а даже наоборот будут складываться. Опять получается сложная конструкция коленчатого вала с значительными противовесами. Чем меньше угол, тем сложнее укротить инерционную силу поршней.
Рис. 8 Lancia Fulvia с углом развала блока мотора между цилиндрами в 23 градуса
Кроме противовесов могут применяться компенсационные валы. Фактически такие валы вращаясь создают силу обратную силам вибрации. Так например подобные валы применялись компаниями Audi, VW, Saab, Ford, Fiat (Рис. 9)
Рис. 9 Двигатель с четырьмя цилиндрами в ряд и компенсационными валами. Компенсационные валы приводятся цепной передачей от коленчатого вала. В некоторых случая валы приводятся двумя независимыми цепными передачами от коленчатого вала.
О силах и моментах
В целом, поршневой двигатель внутреннего сгорания не может работать без вибраций — так уж он устроен. Но бороться с ними необходимо, и не только для того, чтобы повысить комфорт пассажиров. Сильные, несбалансированные вибрации могут привести к повреждению компонентов двигателя — со всеми вытекающими последствиями…
Что вызывает вибрации? Во-первых, в некоторых конструкциях двигателей происходят неравномерные взрывы цилиндров. Производители по возможности избегают таких систем или стараются сделать маховик более массивным — это помогает сгладить импульсы крутящего момента. Во-вторых, поршни либо ускоряются, либо замедляются при движении вверх и вниз, создавая инерционные силы, аналогичные тем, которые заставляют пассажиров автомобиля упираться в колени при торможении или вдавливают их в спинки сидений при ускорении. В-третьих, шатун в двигателе не движется вверх и вниз, а совершает сложное движение. А движение поршня вперед-назад от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки не может быть описано простой синусоидой.
- Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
- В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.
Поэтому среди инерционных сил есть компоненты с двойной, тройной, четверной частотой вращения коленчатого вала….. Этими так называемыми силами инерции высшего порядка обычно пренебрегают — они очень малы по сравнению с основной силой инерции (которую относят к первому порядку)
Инерционные силы второго порядка являются исключением и должны быть приняты во внимание. Кроме того, пары сил, действующих на определенном расстоянии, образуют моменты — это происходит, когда силы инерции в соседних цилиндрах направлены в разные стороны
Что можно сделать для уравновешивания сил и моментов? Во-первых, вы можете выбрать такое расположение двигателя, при котором цилиндры и коленчатый вал расположены так, что силы и моменты отменяют друг друга — они всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.
Живым представителем вымирающей породы восьмирядных автомобилей является модель Alfa Romeo 8C 1930-х годов.
А что если ни одна из сбалансированных систем не подходит — например, по причинам планировки? Затем можно попробовать по-разному расположить коленчатые валы и использовать всевозможные противовесы, которые создают силы и моменты, равные по величине, но противоположные основным уравновешивающим силам. Иногда этого можно добиться, прикрепив противовесы к коленчатому валу двигателя. Или иногда на дополнительных валах, называемых балансирными. Они называются так потому, что вращаются в другом направлении, чем коленчатый вал. Однако это делает двигатель более сложным и дорогим.
Чтобы лучше описать степень сбалансированности различных двигателей, мы создали обзорную таблицу. Силы и моменты, которые являются самобалансирующимися, отмечены зеленым цветом и являются свободными; силы и моменты, которые не являются сбалансированными и высвобождаются через опоры силовой установки, проходящие через кузов автомобиля, отмечены красным цветом.
И что мы получаем? Только два из широко распространенных типов двигателей являются полностью сбалансированными — это рядные и боксовые двигатели с шестью цилиндрами. Теперь вы понимаете, почему BMW и Porsche так последовательно придерживаются таких двигателей? Ну, и мы уже приводили причины, по которым другие отвергают их. Теперь давайте более подробно рассмотрим другие системы.
Плюсы и минусы V-образных двигателей
Современные оборотистые 6-цилиндровые двигатели представлены в основном схемой V. Они имеют больший диаметр, ход поршня и рабочий объём.
Рабочим объёмом называют одну из основных конструктивных характеристик двигателя. Он выражается в кубических сантиметрах, либо в литрах, что отечественным автолюбителям намного привычнее. Определяется этот объём по сумме рабочих объёмов всех используемых на моторе цилиндров. Что же касается цилиндра, то его рабочий объём определяется как произведение площади сечения на длину хода поршня. Здесь речь идёт о расстоянии от нижней до верхней мёртвой точки.
У каждого современного двигателя свой рабочий объём цилиндра. Но существует общая классификация, согласно которой все ДВС делятся на микролитражные, малолитражные, среднелитражные и крупнолитражные.
Если говорить про V-образные силовые агрегаты, то чаще всего это среднелитражные и крупнолитражные версии, поскольку в компактных машинах выгоднее и практичнее использовать рядную компоновку.
У V-моторов развал составляет в основном 60 или 90 градусов. Хотя существуют и некоторые исключения, но общую картину они влияют не существенно. Основными преимуществами считается компактность, минимальное занимаемое пространство при достаточно солидной мощности. Эта же особенность позволяет размещать один и тот же двигатель в разные модели, включая крупные машины и компактные городские авто с небольшим размером подкапотного пространства.
Получая больше свободного места под капотом, автопроизводитель имеет отличную возможность для установки тех же турбонагнетателей или иного дополнительного оборудования.
Фактически появление V6 стало прекрасной возможностью предлагать одну и ту же модель со стандартными 4-цилиндровыми маломощными ДВС, а также заряженные и спортивные версии этого же транспортного средства, не проводя при этом никаких серьёзных доработок, изменений и модернизаций.
V-образный двигатель
Но за такими явными преимуществами скрываются и очевидные недостатки.
- Проблемы с балансировкой. При одинаковом количестве цилиндров с рядным мотором, V-образные шестёрки уступают по уровню сбалансированности.
- Фактически это два рядных двигателя с 3 цилиндрами, объединённые в одну конструкцию.
- На всех V-образниках требуется обязательное применение специального балансировочного вала. Он служит для уравновешивания двигателя в процессе его функционирования.
- Отсутствие балансиров приводит к сильным вибрациям, возникающим при возвратно-поступательных движениях поршней.
- По мере роста объёма ДВС ухудшается балансировка, поскольку повышается длина хода поршня и размер цилиндров.
- Противовесы усложняют конструкцию силового агрегата.
- V6 сложнее в производстве, как и все остальные V-образные агрегаты.
В настоящее время, когда рядные шестёрки ушли в прошлое, V6 прочно заняли этот сегмент. Сможет ли ситуация измениться в ближайшее время, неизвестно. Хотя некоторые автопроизводители уже заявляют о своих намерениях вернуть рядные моторы, навязав борьбу V-образникам. Теперь будет интересно посмотреть, получится у них это или нет.
Преимущества и недостатки рядных 6-цилиндровых моторов
В 21 веке популярность шестицилиндровых рядных моторов начала стремительно падать. Они фактически вымерли, поскольку появились более эффективные и производительные V-образные аналоги. Отсюда у многих возникает закономерный вопрос, касающийся того, чем отличаются между собой эти ДВС, и действительно ли у рядного мотора нет шансов против V-образного двигателя.
Рядный 6-цилиндровый мотор
Каждый из вас уже понял, что основное отличие заключается в расположении цилиндров. В случае с рядными (R) они располагаются в одну линию (In Line) или ряд, а при V-компоновке стоят друг напротив друга, внешне создавая букву V.
Не стоит делать поспешные выводы, сразу делая V моторы очевидными фаворитами в этом противостоянии. Стоит взглянуть на основные достоинства, а также перечислить недостатки каждого из двигателей.
К сильным сторонам рядных ДВС специалисты относят следующие моменты:
- В случае с рядной компоновкой получается достаточно простая и надёжная конструкция. Это не зависит от числа цилиндров.
- Изготовление блока более простое, здесь не требуется второй комплект ГБЦ и распределительных валов, чего не скажешь о V-образных конкурентах.
- Вместо того, чтобы применять 4 коротких распредвала, в рядных шестёрках используют 2 длинных вала.
- Рядники проще в ремонте и обслуживании, поскольку доступ к основным узлам, таким как свечи зажигания или высоковольтные провода лёгкий и открытый.
- С рядными моторами любят работать практически все автомеханики, поскольку никаких существенных сложностей с их ремонтом или плановым обслуживанием нет.
- Одним из ключевых достоинств справедливо считается балансировка ДВС.
Уравновешивание происходит за счёт правильного рабочего цикла. Фактически балансировка достигается возвратно-поступательными движениями поршней. Это не требует сложных дополнительных решений. Рядные ДВС плавно набирают обороты, не вызывают сильных вибраций.
Но не всё так идеально, как может показаться на первый взгляд после изучения преимуществ. В действительности работа и конструкция рядного двигателя имеет ряд причин, из-за которых популярность такого движка резко снизилась с появлением более современных V6.
- Одной из главных проблем считается размещение. Большое число цилиндров не позволяет разместить их в один ряд в подкапотном пространстве многих автомобилей.
- При поперечном размещении рядника не остаётся пространства для приводов и трансмиссии, без которых не обойтись в автомобилях с передним приводом.
- Такие ДВС не могут похвастаться универсальностью, из-за чего автопроизводители от них отказываются. Куда выгоднее сделать V6, который можно разместить под капотом нескольких моделей.
- Слабой стороной считается жёсткость длинного рядника. Коленвалы и распредвалы длинные, из-за чего они могут прогибаться при вращении.
- Жёсткость блока цилиндров у рядных ДВС уступает V6.
- Рядные шестёрки плохо влияют на центр тяжести транспортного средства из-за своего более высокого расположения.
https://youtube.com/watch?v=Jd_JIaaK1os
Но пока всё равно нельзя однозначно заявлять о том, какой двигатель в итоге лучше, сравнивая между собой рядный и V-образный силовой агрегат.
Оппозитный двигатель
Противоположный двигатель — это V-образный двигатель с кривой 180 градусов. Главное преимущество — меньшая высота и, соответственно, более низкий центр тяжести автомобиля. Недостатком является неравномерный износ. Распространены четырех- и шестицилиндровые двигатели. Одним из типов V-образных двигателей, требующих особого внимания, является двигатель с противоположным ротором. Этот двигатель, по сути, является V-образным двигателем с углом наклона цилиндра 180 градусов. Эти двигатели получили широкое распространение, особенно в мотоциклах. Поперечное расположение двигателя (по направлению движения) улучшило охлаждение цилиндров за счет широкого потока воздуха. Но он также нашел свое место в автомобильной промышленности. С 1938 по 2003 год автомобили Volkswagen Beetle оснащались двигателями с противовращением, все по той же причине лучшего охлаждения (двигатель имел воздушную систему охлаждения).
В 1960-х годах производители начали усердно разрабатывать переднеприводные автомобили. Эти автомобили имели преимущества перед заднеприводными на гладких поверхностях и были проще и дешевле в производстве. Но все оказалось не так просто. Из-за тяжести двигателей переднеприводные автомобили в то время не могли обеспечить хорошую управляемость и сбалансированное прохождение поворотов. Конструкторы начали снижать центр тяжести двигателей, в основном за счет «бокового крепления». Пока некоторые автопроизводители экспериментировали с расположением двигателя, японские инженеры Subaru представили свой первый переднеприводный Subaru-1000 в 1966 году, который имел контрастный двигатель, установленный вдоль оси автомобиля. Горизонтальное расположение цилиндров двигателя значительно понизило центр тяжести автомобиля, что улучшило его устойчивость и управляемость.
Однако эти двигатели не использовались в серийном производстве. Причинами этого являются: неравномерный износ цилиндров (из-за точечного распределения нагрузки сечение цилиндра в итоге становится эллиптическим), высокий расход масла и плохая вентиляция картера. Сейчас эти двигатели устанавливаются на Subaru и Porsche, для которых управляемость имеет первостепенное значение.
Рядный, V-образный или оппозитный: какой двигатель выбрать?
При покупке авто мы порой обращаем внимание на все, что угодно, кроме самого главного – двигателя. С одной стороны, такое отношение можно понять: силовой агрегат придает авто ускорение, а его компоновка нам не очень-то и важна
Для тех же, кто хочет выбирать авто не только по комплектации и наличию опций, вкратце опишу преимущества и недостатки основных типов двигателей.Рядный
– самый простой и надежный. Отличается простотой в использовании, все цилиндры стоят в один ряд (см. фото).
Его основным минусом можно считать невозможность создания двигателя большого объема. При большом количестве цилиндров на коленвал приходятся огромные торсионные нагрузки, то есть на его скручивание. Поэтому если хотите двигатель больше 2,5 литров объемом, рядный Вам вряд ли подойдет.
V-образный
двигатель называется так, потому что цилиндры расположены не в ряд, а под определенным углом друг к другу, как бы буквой V (см.фото).
За счет такой компоновки удается сэкономить место под капотом, если нужен двигатель с шестью или даже восьмью цилиндрами. Также более равномерно распределяется нагрузка на коленвал. Основной минус – такой двигатель производит много вибраций из-за большого объема, отсюда сложность его балансировки.
Оппозитный двигатель
по сути является тем же V-образным, только поршни в нем разведены на 180 градусов, то есть находятся в одной плоскости.
Такая компоновка является довольно необычной и применяется в основном на моторах концерна Субару. Она очень удачна во многих отношениях: вибрации снижаются и повышается ресурс работы двигателя. Недостатки – очень сложное устройство. На «оппозитнике» даже свечи нельзя поменять без специализированного оборудования, что доставляет определенные неудобства при эксплуатации.
Статья оказалась полезной? Подпишитесь на канал и ставьте «палец кверху».
Ну, а как авто мощностью 135 лошадиных сил потребляет всего 2,6 литра бензина на сотню, можно почитать здесь.
Источник
Как работает рядный двигатель
Не принимая во внимание тот факт, что каждый двигатель имеет разное количество цилиндров, 6-цилиндровые и 4-цилиндровые двигатели, по сути, работают одинаково. Принцип работы основан на основных характеристиках любого двигателя внутреннего сгорания
В таком двигателе все цилиндры расположены в ряд. Коленчатый вал, который приводит в движение поршни под действием силы сгорания, одинаков для всех цилиндров. То же самое относится и к головке блока цилиндров — она одинакова для всех цилиндров.
Рядные двигатели в основном делятся на сбалансированные и несбалансированные. На самом деле, балансировка необходима из-за очень сложного коленчатого вала и зависит от количества используемых цилиндров. Чем их больше, тем больше требуется балансировка. Поэтому неуравновешенные рядные двигатели можно проектировать только с небольшим количеством цилиндров, иначе во время работы будут возникать очень сильные вибрации, которые просто разрушат коленчатый вал. Проще говоря, даже дешевые 6-цилиндровые двигатели гораздо лучше сбалансированы, чем более дорогие 4-цилиндровые. Поэтому 4-цилиндровые двигатели иногда нуждаются в специальных балансировочных валах, часто называемых «триммерами», для улучшения баланса.
Различия между категориями также обусловлены размером и типом установки. «Четырехцилиндровый двигатель можно легко установить в любом положении под капотом, в то время как большой шестицилиндровый двигатель не поместится, даже если над ним будут работать десятки хороших инженеров — стоимость такой установки не имеет значения, поскольку для поперечно установленного двигателя просто не хватит места.
Перспективные разработки
Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.
Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:
Оппозитные силовые агрегаты
Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов
Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными. Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru
Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.
Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычных малым углом развала цилиндров (15 градусов) и наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.
Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.