Які бувають двигуни ДВС?

1. Коли конструкторська думка бушувала ...
2. Дешевше і простіше
3. Вимираючий вид
4. Чим завадили вібрації і інерція?
5. Врівноважені і не зовсім

Наша сеть партнеров Banwar

Рядний шестициліндровий двигун є рідкісним прикладом врівноваженого двигуна для авто, хоча це вже вимираючий вид подібних пристроїв. Ми спитали автоінструктор , Який ще конструкції бувають ДВС , І на що ця конструкція впливає.

Коли конструкторська думка бушувала ...

У минулому столітті двигун з 10 літрами міг бути одноциліндровим або рядної «вісімкою». У той час ніхто не дивувався рядної «шістки» з 23 літрами. Але, за спогадами досвідчених інструкторів з водіння , Зростання потужностей і жорстка боротьба за зменшення собівартості зробили свою справу. найпростіший мотор з одним циліндром для автомобілебудівників залишився в минулому. Сьогодні середній обсяг циліндра двигуна звичайного ТЗ становить 300-600 см3.

Невеликі циліндри сьогодні встановлюються на японські мікролітражки.

Обсяг, наприклад, «четвірки» у Subaru R1 становить 658 см³. Що стосується європейського виробника, то варто відзначити 3-хціліндровий Smart з 799 літрами. У корейського трьохциліндрового Matiz - 796 «кубиків», а якщо розглядати чотирициліндровий, то там трохи більше - 995. Kia Picanto і Hyundai i10 оснащуються об'ємом 1 086 см³.

Дешевше і простіше

Будь-яка нормальна конструктор хоче створити двигун з спрощеним дизайном, легким в обслуговуванні і дешевим для виробництва. Найпростіший мотор - це рядний (візьмемо індекси R2, R3 і т.д.). Якщо розташувати в ряд необхідну кількість циліндрів, то ми отримаємо робочий об'єм.

Сьогодні мода на двоциліндрові двигуни набирає обертів, і все це завдяки турбонадувом, рядна «четвірка» коштує в наймасовішому діапазоні обсягу - 1-2,4 літра.

П'ятициліндрові мотори стали використовуватися зовсім недавно, приблизно в 70-і роки минулого століття. Mercedes-Benz став першим автомобілем «п'ятіркою». Трохи пізніше з'явився п'ятициліндровий бензиновий двигун з 2 літрами (Audi). Далі такі двигуни стали використовуватися FIAT і Volvo.

Вимираючий вид

Рядні «шістки» поступово відходять на другий план, а «вісімка» взагалі стала не просто вимираючим, а вже вимерлим видом. Вся справа в тому, що через кількість циліндрів мотор виходить довшим, а це в свою чергу ускладнює компонування.

Треба сказати, що два двигуна R3 разом дають відмінний результат - рядну «шістку» високої якості.

Щоб вкоротити рядний двигун, його можна, так скажемо, «розпиляти» на дві частини, встановити їх поруч і змусити працювати одночасно на один колінвал. Виходить V-подібний двигун. А якщо у такого мотора циліндри розташувати один проти одного, то вийде опозитний двигун або, як його називають, «боксер» (позначення з літерою В). Останні використовуються дуже рідко через свої розміри.

Виникає питання: чому не зробити такі двигуни ще більш компактними, наприклад, встановивши кут розвалу блоку на 60 °? Про це, звичайно, замислювалися, але тут заважає вібрація .

Чим завадили вібрації і інерція?

За словами фахівців, поршневий мотор внутрішнього згоряння не може функціонувати без вібрацій, які навіть руйнують деталі двигуна, та й комфорту при їзді не предносят.

Вібрації утворюються з кількох причин. Перша полягає в тому, що спалахи в циліндрах йдуть нерівномірно. Друга - це нерівномірний розгін поршнів при русі. Третя причина: шатун рухається не просто вгору-вниз, його рух досить складне.

Що стосується інерції, то її сила від двох мас, які обертаються на одному валу, формують вільний момент. Тому з'являються складові серед сил інерції з подвоєною, потроєною і т.д. частотою обертання коленвала. Це сили інерції вищих порядків, і вони настільки малі, що ними цілком можна знехтувати. А ось сили другого порядку слід брати до уваги. До того ж пари сил, наявні на певній відстані, також формують моменти, особливо коли сили інерції в сусідніх циліндрах спрямовані в абсолютно різні боки. Щоб врівноважити моменти і сили, конструктори вибирають схему двигуна, де кривошипи і циліндри колінчастого вала встановлені так, що моменти і сили просто урівноважать один одного, тобто будуть спрямовані в різні боки і дорівнюватимуть.

Врівноважені і не зовсім

На сьогоднішній момент з двоциліндрових моторів застосовується лише один. Це рядний двигун з колінчастим валом, де кривошипи йдуть в один напрямок. За ступенем врівноваженості такий двигун дуже схожий на одноциліндровий, адже обидва поршня вгору і вниз рухаються одночасно, тобто в так званій фазі. Для врівноваження використовувалися два вала з противагами.

Щоб врівноважити сили другого порядку, додаються ще пара балансирних валів, однак це зовсім недоречно для двоциліндрового двигуна, призначеного для дешевих і невеликих автомобілів .

трициліндровий двигун урівноважений набагато гірше, ніж, наприклад, рядна «четвірка». Саме тому виробники трьохциліндрових двигунів (Daihatsu і Subaru) оснащують мотори балансирними валами. Щоб врівноважити рядну «четвірку», точніше вільну силу інерції 2-го порядку, застосовується балансовий вал, який обертається в два рази швидше. Щоб компенсувати момент від балансирного вала ставиться ще один вал, який обертається в протилежну сторону. Це, звичайно, дороговато. Але такі двигуни зустрічаються на Mitsubishi, Fiat, Ford, Saab і Volkswagen.

Яскравим прикладом рядної «четвірки» з встановленими балансирними валами є дволітровий мотор Audi.

Зауважимо, що оппозитная «четвірка» врівноважена набагато краще, ніж рядна. Але і «оппозитник» легендарного «Жука», і відомі «боксери» Subaru досі обходяться без балансирних валів.

Відеоматеріал про двигун нового покоління - двигуні зовнішнього згорання:

Легкої дороги і щасливої ​​дороги!

У статті використано зображення з сайту widecars.ru