Рядная восьмерка на каких машинах

Содержание

Рядный восьмицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Рядный восьмицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением восьми цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I8 или L8 (Straight-8, In-Line-Eight).

Является полностью сбалансированной конфигурацией двигателя. По сравнению с рядным шестицилиндровым двигателем I8 совершает больше рабочих циклов в единицу времени, и, как следствие, работает более плавно под нагрузкой и не создаёт дополнительных вибраций в трансмиссии автомобиля на малых оборотах.

Вследствие этого, а также — благодаря простоте изготовления относительно V8, в прошлом (1920-е — 1950-е годы) рядные восьмёрки часто применялись на спортивных и дорогостоящих легковых автомобилях, особенно в США. В довоенные годы варианты комплектации с такими двигателями имели практически все американские автомобили среднего и высшего классов, за исключением марок Cadillac, Mercury и Lincoln, которые традиционно использовали только V8. Модели Buick имели верхнеклапанные I8, остальные марки использовали схему с нижним расположением клапанов. Первым серийным автомобилем с двигателем этой конфигурации был Packard Straight Eight модели 1923 года. В СССР двигатель такой компоновки использовался на автомобилях высшего класса Л-1, ЗИС-101 и ЗИС-110.

Однако большая длина такого двигателя требует длинного моторного отсека, что делает I8 неприемлемым для современных легковых автомобилей. Кроме того, длинные коленчатый и распределительные валы подвержены дополнительным торсионным (на скручивание) нагрузкам, что существенно снижает их ресурс, а при увеличении числа оборотов двигателя выше определённого предела из-за деформации коленчатого вала возникает риск физического контакта между шатунами и стенками картера, что приводит к выходу двигателя из строя.

По этим причинам использование конфигурации L8 всегда сводилось к двигателям большого рабочего объёма с небольшими максимальными оборотами. В настоящее время на автомобилях этот тип двигателя практически полностью вытеснен менее сбалансированным, но намного более компактным и лучше поддающимся форсированию V8, однако рядные 8-цилиндровые двигатели продолжают использоваться на тепловозах, судах и в стационарных установках.

V-образный 8-цилиндровый двигатель [ править | править код ]

V-образный 8-цилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением восьми цилиндров двумя рядами по четыре, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто его обозначают как V8 (англ. «Vee-Eight», «Ви-Эйт»)

Общий обзор [ править | править код ]

V8 — конфигурация, часто используемая в автомобильных двигателях большого рабочего объёма. Редкие V8 обладают рабочим объёмом менее трёх литров. Максимальный же рабочий объём современных серийных V8 для легковых автомобилей достигает 13 литров (малосерийная Weineck Cobra 780 cui). Получивший широкое распространение российский дизель ЯМЗ-238 имеет рабочий объём 14,9 л. На крупных тракторах и грузовых автомобилях встречаются двигатели V8 рабочим объёмом до 24 л.

V8 также часто используется в высших эшелонах автоспорта, особенно в США, где он обязателен в IRL, ChampCar и NASCAR. В 2006 году Формула 1 перешла на использование безнаддувного двигателя V8 объёмом 2,4 литра взамен 3-литровых V10, с целью снижения мощности автомобилей.

V8 объёмом всего лишь 500 см³ использовался на гоночном мотоцикле Moto Guzzi V8 1955 года; позже количество цилиндров на гоночных мотоциклах было ограничено.

Технические особенности [ править | править код ]

V8 — несбалансированный двигатель; в простейшем случае он представляет собой два рядных четырёхцилиндровых двигателя с общим коленвалом. При этом шатуны противоположных цилиндров имеют общие шатунные шейки коленвала, число шатунных шеек — 4. При этом центральные кривошипы коленвала направлены в одну сторону, а пара крайних развёрнуты на 180° относительно средних. В данной конфигурации неуравновешена горизонтальная сила инерции 2-го порядка поршней и верхних частей шатунов, вызванная несинусоидальным движением поршней. Данная сила инерции порождает высокочастотную вибрацию, которая проявляется в виде гула в салоне автомобиля. Уравновешивание данной силы требует применения двух балансировочных валов, вращающихся в 2 раза быстрее коленвала, в разные стороны. Поэтому такая конфигурация, как правило, применяется на высокооборотных двигателях гоночных автомобилей, например, Ferrari, где требования к вибронагруженности не так важны. К тому же она позволяет максимально облегчить коленвал, а также (благодаря равномерным интервалам чередования вспышек в каждом отдельном ряде цилиндров) применить простую и эффективную настроенную систему выпуска отработавших газов. В результате этого достигается кривая крутящего момента, сдвинутая к 7000—8500 мин −1 , а на оборотах ближе к низким двигатель «спит», а настроенный выпуск дает характерное «формульное», «металлическое» звучание. Угол развала, как правило, 90°, обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси без применения смещённых шатунных шеек коленвала.

Однако в дорожных автомобилях обычно применяют иную конфигурацию коленвала, так называемый крестообразный коленвал, у которого крайние шатунные шейки повёрнуты относительно средних на угол 90° и развёрнуты на 180° друг относительно друга (средние шейки также развёрнуты на 180°). Шатуны противоположных цилиндров при этом также имеют общие шатунные шейки. В таком двигателе силы инерции 2-го порядка уравновешиваются взаимным движением поршней, однако силы инерции 1-го порядка, вызванные возвратно-поступательным движением поршней, вызывают момент инерции, который можно полностью скомпенсировать дисбалансом коленвала, создаваемым массивными противовесами, расположенными на крайних щёках коленвала (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом). Таким образом, при угле развала цилиндров 90° удаётся полностью сбалансировать двигатель без применения балансировочного вала. При углах развала цилиндров, отличных от 90°, дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. В двигателях V8 с данной конфигурацией коленвала вспышки в каждом отдельном ряде цилиндров чередуются с неравномерными интервалами, однако в целом они чередуются равномерно. Очерёдность работы левого и правого рядов при этом такая: Л-П-Л-Л-П-Л-П-П. Данная особенность усложняет систему выпуска, а также является причиной характерного «бормотания», «бульканья». Для настроенного выхлопа требуется связать вместе выхлопные трубы от отдельных рядов цилиндров, в результате они напоминают пучок змей, как в Ford GT40. Такая сложная система выпуска отработавших газов была основной проблемой для конструкторов одноместных гоночных автомобилей. Также массивные противовесы, требующиеся для балансировки, утяжеляют коленвал и не позволяют быстро ускориться или замедлиться. По этой причине данная конфигурация обычно не применяется на спортивных автомобилях. Обычно для таких V8 характерно обилие крутящего момента на низких и средних оборотах, и при применении схемы газораспределения OHV двигатель не развивает более 6500 об/мин. Двигатели с такой характеристикой устанавливаются на американские автомобили. Так же, в наше время преимущественно пикапы и внедорожники, дорогие модели фирм Mercedes-Benz, Lexus с изменяемыми фазами газораспределения. Благодаря хорошей и ровной тяге такие моторы основную часть времени работают на небольших оборотах, что положительно сказывается на моторесурсе и акустическом комфорте. В паре с ними оптимально использование классической гидромеханической автоматической трансмиссии, так как потери в гидравлическом элементе при характерных для них значениях крутящего момента и небольших максимальных оборотах сравнительно невелики.

Углы развала [ править | править код ]

Наибольшее число производителей V8 использовали и используют угол развала в 90°. Серия тяжёлых среднеоборотных дизелей Д49, применяемых на тепловозах, судах, передвижных электростанциях, выполнена с прицепными шатунами одного ряда цилиндров и углом развала 42°, который эквивалентен углу развала 45° при использовании обычных шатунов. [1]

Поскольку многие двигатели конфигураций V6 (например, ЯМЗ-236) и V10 были созданы на базе V8, они также часто имеют угол развала 90°.

В качестве примера двигателя с отличным от 90° углом развала можно взять Ford/Yamaha V8, используемый в автомобиле Ford Taurus SHO. Он был разработан на базе мотора Ford Duratec V6 и имеет общий с ним угол развала в 60°. В нём для уравновешивания момента 1-го порядка применён балансировочный вал, а также для обеспечения равномерных интервалов поджига смеси используются смещённые шатунные шейки коленвала. Одна из версий этого двигателя используется в автомобилях Volvo начиная с 2005 года.

В автомобилях Lamborghini используется угол развала 88°.

История [ править | править код ]

В 1902 году француз Леон Левассер (фр. Léon Levavasseur ) получил патент на двигатель Antoinette V8, производство которого было начато в 1904 году. Он устанавливался на малые суда и самолёты.

В 1905 году английская фирма Rolls-Royce построила 3 экземпляра модели V8 с двигателем рабочим объёмом 3536 см³. Так как полная мощность этого мотора позволяла превысить установленную тогдашним британским законодательством для «самобеглых колясок» максимальную скорость в 20 миль в час (32 км/ч), на него устанавливался ограничитель оборотов. Удалось продать лишь один автомобиль (шасси 40518), да и он вскоре был возвращён фирме-изготовителю и отправлен в металлолом. Остальные использовались для демонстрации и в качестве транспорта для посетителей фабрики. 1905 Rolls-Royce V8 — единственная модель фирмы, ни одного экземпляра которой не сохранилось до наших дней.

В 1910 году французский производитель De Dion-Bouton представил публике 7773-кубовый V8 для автомобиля. В 1912 году он был экспонатом выставки в Нью-Йорке, где вызвал неподдельный интерес у публики. И хотя сама фирма выпустила очень немного автомобилей с этим двигателем, в США идея V8 большого рабочего объёма «пустила корни» всерьёз и надолго. Правда, первый американский V8 разработала фирма Marmon ещё в 1904 году, но он был исключительно опытным и не предназначался для серийного производства.

Читайте также:  Hyundai ix35 проблемы с двигателем

Первым относительно массовым автомобилем с V8 стал Cadillac модели 1914 года. Двигатель имел объём 5429 см³ и был нижнеклапанным, в первый же год было выпущено порядка 13 тысяч «Кадиллаков» с этим двигателем. Oldsmobile, другое подразделение GM, в 1916 году выпустил собственный V8 объёмом 4 литра. Chevrolet начал выпуск 4,7-литровых V8 в 1917 году, но в 1918 году фирма была включена в состав GM на правах подразделения и сосредоточилась на выпуске экономичных «народных» автомобилей, которым по понятиям тех лет V8 не полагался, так что производство двигателя было прекращено.

В сегмент недорогих автомобилей V8 перенесла фирма Ford с её Model 18 (1932). Технической особенностью двигателя этого автомобиля был блок цилиндров в виде одной чугунной отливки. Это нововведение потребовало значительного усовершенствования технологии литья. Достаточно сказать, что до 1932 года создание подобного двигателя представлялось многим технически невозможным. V-образные двигатели тех лет имели отдельные от картера цилиндры, что делало их изготовление сложным и дорогостоящим. Двигатель модели 18 получил название Ford Flathead и выпускался в США до 1954 года, когда его сменил верхнеклапанный Ford Y-Block, а в Европе и Бразилии — до начала 1960-х (на грузовиках — до начала 1990-х). На других американских автомобилях этого ценового сегмента (Plymouth, Chevrolet) V8 появились лишь в пятидесятые годы.

Начиная с 1930-х — 1940-х годов двигатели конфигурации V8 получили в Северной Америке очень широкое распространение. Вплоть до 1980-х годов версии, оснащённые двигателями V8, имели североамериканские модели всех классов, кроме субкомпактов. В частности, на конец 1970-х годов, до 80 % выпущенных в США легковых автомобилей имели двигатель конфигурации V8. Поэтому двигатели V8, как правило, ассоциируются именно с североамериканской автомобильной промышленностью, значительная часть терминологии так же имеет американское происхождение. Именно V8, в частности, снабжались в 60-е и начале 70-х годов так называемые «маслкары».

По такой же схеме строились (и продолжают строиться) советские карбюраторные двигатели типа ЗМЗ-53А (66, 511, 513, 523 и т. д.) и ЗИЛ-130, а также легковые автомобилей «Чайка» и ЗИЛ, причём двигатели выпуска Заволжского завода имеют алюминиевые гильзованные блоки цилиндров и доведены до требований норм Евро 4 (5).

В Европе же в довоенные и первые послевоенные годы такими двигателями оснащали преимущественно автомобили высших классов, собираемые в мизерных количествах вручную. Например, Tatra T77 (1934—1938) имела 3,4-литровый V8 и была выпущена в количестве всего 249 единиц [2] .

В 1950-е годы в производственной программе европейских производителей премиум-сегмента появляются серийные модели с V8, например, BMW 502 или Facel Vega Excellence (последняя имела американский двигатель производства Chrysler). Но и тогда, и впоследствии они оставались на европейских легковых автомобилях относительно редкой экзотикой. После нефтяного кризиса начала 70-х же, двигатели большого рабочего объёма в Европе вообще сильно потеряли спрос, и после этого V8 встречались лишь на самых дорогих комплектациях автомобилях таких производителей категории «премиум», как BMW или Mercedes.

Автомобили фирмы Bentley (и, до недавнего времени, Rolls-Royce) оснащались и продолжают оснащаться моторами V8 серии L (от L410 1959 года до современного L410HT, 6,2—6,75 л). Что интересно, среди современных бензиновых моторов — это один из самых низкооборотистых двигателей. Несмотря на двойной турбонаддув, мотор имеет «красную зону» при 4,5 тыс. оборотов в минуту и холостой ход немногим больше 500 об/мин (большая часть современных дизельных двигателей обладает намного большими «скоростями работы»). Несмотря на то, что мотору более 50 лет, разработчики и инженеры добились от мотора с глубоко консервативной схемой клапанного механизма OHV (верхние клапаны, нижний распредвал, привод толкателями) изменяемых фаз газораспределения путём установки распредвала сложной формы.

рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости все расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далеком прошлом. Средний объем цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трехсот до шестисот кубических сантиметров (плюс-минус сто "кубиков" в исключительных случаях вроде трехцилиндровой мотоколяски Smart или рядной 4,5-литровой "шестерки" внедорожника Nissan Patrol). Литровая мощность — от 35 л. с./л для безнаддувного дизеля до 100 л. с./л для форсированного бензинового мотора. Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.
Сегодня двигатель мощностью 100 л. с. будет четырехцилиндровым, двухсотсильный будет иметь четыре, пять или шесть цилиндров, трехсотсильный — восемь…
Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности
О чем болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании.
Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие двигатели индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объем.
Двух- и трехцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, и рядные в том числе. Зато рядная "четверка" попала в самый массовый диапазон рабочего объема легковых автомобилей — от 1,0 до 2,3 л.

О силах и моментах
Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров.
Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…
Отчего происходят вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента.
Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — они сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне.
В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мертвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.
Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверенной частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться.
Плюс к этому, пары сил, приложенные на определенном расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.
Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.
А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.
Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зеленым в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).
Что же получается? Из распространенных типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная "шестерки". Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну, а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали.
Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Уравновешенные и не очень
Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (например, такой стоит на отечественной Оке). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того, чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе Оки слева и справа от коленвала стоят два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка?Для того, чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить еще два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешевых автомобилей, было бы совершенно неуместным.
Впрочем, это еще ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешевым!
Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180 о), можно встретить только на мотоциклах. Поскольку поршни в нем всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше.
Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели можно было встретить на довоенных DKW и их прямых наследниках, пластиковых гэдээровских Трабантах. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.
Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1.

Читайте также:  Какой лучший автомобиль для семьи

А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными "двойками" во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно.
Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…
Автомобилей c оппозитным мотором, наиболее уравновешенным из всех двухцилиндровых, было немного — по экономическим и компоновочным соображениям. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Трехцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная "четверка", и поэтому производители трехцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. Однако опелевские двигателисты, недавно снабдившие Opel Corsa новым трехцилиндровым мотором семейства Ecotec, и конструкторы двигателя "городского купе" Smart в целях удешевления и уменьшения механических потерь отказались от балансирного вала. Правда, трехцилиндровая Corsa уже была раскритикована немецкими автожурналистами: "По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно".
В самой популярной среди двигателистов рядной "четверке" остается свободной сила инерции второго порядка. Ее можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью (вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?).
А для компенсации момента от балансирного вала придется ставить еще один, вращающийся в противоположную сторону.
Дорого? Безусловно. Однако, моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat, VW. Самый свежий пример — 2,2-литровая "четверка" из семейства Opel Ecotec.

Кстати, оппозитная "четверка" уравновешена лучше, чем рядная — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и "оппозитник" воздушного охлаждения легендарного Жука, и знаменитые "боксеры" Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

У рядных "пятерок" с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно "пробегает" волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жестким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата. И только фиатовские мотористы применяют балансирный вал, который полностью уравновешивает все моменты.
Кстати, практически все "пятерки" образованы путем прибавления еще одного цилиндра к четырехцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от "четверки". Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72 о.
О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали.
А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные, ситуация с уравновешенностью такая же, как у "трешки", то есть не ахти. Поэтому балансирные валы можно увидеть на трехлитровом двигателе V6 Citroen/Peugeot или на новом 3,2-литровом моторе Mercedes-Benz М112. А на других моторах пытаются не усложнять конструкцию и стараются свести уровень вибраций к минимуму за счет усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещенного расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).
Добавим сюда еще одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90 о не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счет утяжеленного маховика, но лишь отчасти. Вот вам и еще один источник вибраций…
V-образные "восьмерки" с углом развала цилиндров в 90 о и коленвалом, кривошипы которого располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров.
Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов?
Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…
Напоследок можно поговорить о схемах необычных.
Сначала можно вспомнить про моторы V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного Запорожца. Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.
А что насчет V-образных "десяток"? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5.
Впрочем, конструкторы некоторых моторов Формулы-1 или монстров Chrysler Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думают далеко не в первую очередь.

VR6, VR5, W12…
Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах?
Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60 о или 90 о, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…
Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, созданы и применяются гидроопоры силового агрегата, которые могут значительно ослабить вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста: VW Golf VR6 предыдущего, третьего, поколения!
Этот знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, "V-образно-рядный" мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока.
Цилиндры этого мотора разведены на еще меньший угол, чем на Лянчах — всего на 15 о. Гениальное решение — 2,8-литровая "шестерка" компактнее, чем обычный мотор V6, да еще и имеет одну головку блока! А в прошлом году на автомобилях Volkswagen Golf IV появился двигатель VR5 — это VR6, от которого "отрезали" один цилиндр.
После этого мотористы концерна VW вообще словно с цепи сорвались.

Теория и практика
Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности.
Потом, двигатели сейчас все чаще строятся по модульному принципу, и кульминацией этого стали фольксвагеновские изыски. Говоря упрощенно, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трехцилиндровый, и W12.
А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную "шестерку".
А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации деталей под нагрузкой.
Так что вибрации "прорываются" из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле, конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора…

Процесс развития автомобилестроения никогда не стоял на месте. Всегда менялись детали на более улучшенные и усовершенствованные. Двигатели класса V8 пришли в мир благодаря другим маломощным и заняли свое почетное место в цепи автомобилестроения.

На данный момент эти моторы занимают почетное место в модельном ряде, предлагаемом производителями, и не собираются покидать эту нишу. Название V8 говорит само за себя: это вид расположения цилиндров в блоке.

История становления V-образных двигателей

Появлению V8-двигателей предшествовало то, что до них были рядные моторы, которые не отличались большой тяговой мощностью. Первый V8-двигатель был разработан и сконструирован в 1902 году конструктором Левассаром, который проектировал и разрабатывал моторы для судов и кораблей. А вот уже в 1905 мир увидел первые роллсройсовские ДВС, которые устанавливались на автомобили.

Далее эту технологию подхватили такие известные производители, как Oldsmobile, GM, Chevrolet и Cadillac. Эта технология заполонила США и буквально стала целой эпохой. Европейские производители всегда старались перейти на более экономичные варианты, что сделало V8-двигатель узкоспециализированным.

В СССР, начиная с 50-х годов, модифицированные и улучшенные моторы этого класса стали применяться на грузовиках, а позже — на легковых автомобилях. Даже сейчас в России множество представителей отечественного автотранспорта имеет конфигурацию V8.

Американские V8

Технология двигателей V8 получила достаточно широкую популярность, которая длилась долго, с 1910 года и по начало девяностых. Эти моторы стали идеальными для установки на масклкары и обыденные автомобили, которые полюбились рядовому потребителю.

Конечно, не обошлось и без доработок. Компания GMC в середине 70-х запускает сразу несколько линеек супермощных двигателей V8 на нескольких моделях, которые стали классикой американского автомобилестроения. В тоже время легендарный Ford вместе с Shelby выпускает два величественных творения – GT350 и GT500. Эти модели по этот день считаются одними из лучших в мире, по мнению автомобилистов и экспертов.

Читайте также:  Как работает распылитель форсунки

В мире широко известными стали такие машины с двигателем V8: Chevrolet Camaro SS, Chevrolet Impala 67, Dodge Charger, Dodge Challenger, Buick Riviera, Pontiac GTO, Plymouth Barracuda и Oldsmobile Toronado. Все эти модели достаточно хорошо известны в США, а также в СНГ.

V8 родом из Германии

Яркими представителями производства стали двигатели "БМВ V8" и "Ауди V8". Каждый парень с детства наслышан о том, что это классические спортивные автомобили немецкого производства, которые завораживали и поражали мощностью. Еще одной отличительной характеристикой был звук двигателя V8, который многие узнают и по сегодняшний день.

Во времена бандитских 90-х в РФ многие члены группировок ездили на машинах этих марок. Они имели преимущества перед остальными, благодаря своему сильному мотору, на котором уходили от погонь. Двигатель "Ауди V8" имел достаточно большой ресурс, приблизительно 700-800 тыс. км пробега, поэтому полюбился многим автолюбителям, которые до сих пор эксплуатируют его.

Разработка отечественного восьмицилиндрового двигателя

Конечно, в Советский Союз все технологии приходили с опозданием. Почти все разработанные автомобили и моторы были практически скопированы с зарубежных аналогов. Так, первый двигатель ГАЗ V8 устанавливался на 13-ю модель, которую многие знают как «Чайку».

Особую популярность такой двигатель получил благодаря двум автомобилям – ГАЗ-53 и ЗИЛ-130. Они считались самыми надежными и легкими в обслуживании. Ремонт их ДВС был простым и не доставлял неудобств. Конечно, с годами они потеряли былую мощность и стали обыденными, такими, которые ничем не удивляют.

Современный отечественный автопром может похвастаться только несколькими моторами. Двигатели ЗМЗ V8, которые устанавливаются на "Волги" и "Газели", — в их числе. Они показали высокие технические характеристики и были признаны одними из лучших моторов, которые выпускались на постсоветском пространстве.

Технические характеристики и особенности V8

V8 (двигатель) – мотор внутреннего сгорания, который, по большому счету, собран из двух четырехрядных, которые были подвешены на один коленчатый вал. При этом шатуны, которые располагались напротив, ставились на одну шатунную шейку коленвала. В конфигурации V8 (двигатель) неуравновешен по части инерции поршней и верхней части шатуна в креплении пальца. Это сопровождается вибрацией, которую слышно в салоне.

Чтобы уравновесить данную силу, требуется дополнительно два вала, которые будут вращаться в 2 раза быстрее коленвала и при этом в разные стороны. Такую технологию применяют на Ferrari или других высокооборотных ДВС.

В современном мире применяется несколько углов расположения цилиндров относительно друг друга: 60, 90 и 180 градусов. Конечно, самой распространенной является первая. На более скоростных вариантах автомобилей и масклкарах стоит 90-градусная. И только производитель "Субару" отличился: на спортивных вариантах автомобилей модель двигателя V8 имеет угол разворота цилиндров 180 градусов.

Грузовой V8 как неотъемлемое условие мощности

В начале Второй мировой войны, когда возникла резкая необходимость в увеличении мощности грузовых автомобилей и повышении их проходимости, было решено устанавливать на них двигатели класса V8. Это позволило перевозить больше боеприпасов, а также ездить по местностям, где раньше не хватало тяговой силы.

В 60-х годах все американские грузовики оснащались такими моторами. В Европе особую популярность заслужил двигатель "Скания" V8, который по своим техническим данным мог тянуть до 40 тонн груза, а легкость обслуживания и надежность снискали ему любовь дальнобойщиков.

Конечно, на сегодняшний день V8 устанавливается на автомобили с грузоподъемностью до 10 т, поскольку на более высокую нет смысла ставить с экономической точки зрения. Так, на современных дорогах можно встретить следующих представителей автопроизводства с установленным V8-мотором: ГАЗ, МАЗ, КАМАЗ, MAN, DAF, Foton, FAW и другие. Самой популярной конфигурацией для грузовика является двигатель V8 4,2 литра.

Обслуживание V-образных "восьмерок"

Двигатель любого автомобиля должен регулярно обслуживаться, чтобы нормально и долгосрочно функционировать. Что же входит в этот процесс? Рассмотрим поближе:

  1. Замена масла и фильтрующих элементов.
  2. Промывка топливной системы и ремонт ТНВД.
  3. Замена свечей зажигания и накаливания.
  4. Регулировка клапанов.
  5. Замена прокладки клапанной крышки и поддона.
  6. Регулировка зажигания.
  7. Поточная замена деталей, которые вышли из строя.

Облуживание двигателя V8 для каждого автомобиля имеет свои сроки, но не стоит их откладывать, поскольку несвоевременная замена или ремонт могут привести к разным последствиям, в том числе и полной замене поршневой группы или мотора в сборе.

Общие понятия ремонта моторов с 8 цилиндрами

Каждый мотор имеет свой ресурс использования, и, когда он исчерпывается, приходится его ремонтировать. Ремонт таких двигателей стоит производить на специальных станциях, поскольку только у них есть оборудование, которое позволит это сделать. Инструмент может найтись у каждого, а вот спецоборудование – нет.

Существует несколько видов ремонта V8: поточный, плановый и капитальный. Первые два всегда спланированы, поскольку и так понятно, что детали внутри силового агрегата выходят из строя, а вот последний может нагрянуть неожиданно.

Ремонт головки блока

Один из видов ремонтных операций, который проводится в основном с износом основного силового агрегата – блока цилиндров. Рассмотрим основные операции и запасные части на примере двигателя ЗМЗ V8:

  1. Конечно же, первым пунктом становится демонтаж всей ГБЦ. Для этого следует отсоединить все, что примыкает к ней. Более детальные инструкции можно найти к каждой модели производителя отдельно.
  2. Разборка головки блока цилиндров.
  3. Осмотр и промер деталей, которые были изъяты. Определения пригодности к дальнейшему использованию.
  4. Шарошка, полировка, шлифовка и подготовка к сборке.
  5. Непосредственный процесс сборки.
  6. Установка на автомобиль и подключение.

Стоит помнить, что данные операции необходимо проводить в автосервисе, поскольку многие из них невозможно сделать в домашних условиях. Двигатели ЗМЗ V8 довольно просты в ремонте, по сравнению с грузовыми, в которых существует много нюансов.

Список основных деталей, которые выходят из строя в ГБЦ:

  1. Впускные и выпускные клапаны.
  2. Седла и сальники клапанов.
  3. Распределительные валы в отдельных случаях.
  4. Толкатели клапана.

Почти никогда не ломаются пружины клапанов и корпуса ГБЦ.

Ремонт блока цилиндров

Ремонт силового агрегата является одним из самых сложных во всем автомобиле. В нем наибольшее количество узлов, без которых функционирование автомобиля невозможно. Итак, рассмотрим общий технологический процесс ремонта этой детали:

  1. Трудоемким и самым безопасным является демонтаж блока цилиндров. Стоит отсоединить все узлы, связанные с ним, а также разобрать часть вспомогательных. В зависимости от типа V8 и автомобиля процесс может составлять 8-16 часов.
  2. Разборка силового агрегата проводится на специальном стенде, который позволяет оборачивать его вокруг оси на 360 градусов.
  3. Диагностика разобранных деталей. Осмотр и промеры. В основном замеряют толщину шеек коленчатого вала и размер поршневого канала.
  4. Подбор запасных частей проводится специалистом в магазине или менеджером по запасным частям на основании первичных данных мотора, а также промеров.
  5. Следующим этапом ремонта становится шлифовка коленвала на специальном станке. Блок цилиндров при этом растачивается при помощи хонинговочного станка.
  6. Мойка деталей делается после каждой проведенной операции. Перед началом сборки все детали тщательно очищаются от стружки, грязи и прочих посторонних частиц.
  7. Процесс сборки может занимать от 16 до 48 часов, в зависимости от варианта исполнения двигателя.
  8. В конце всех манипуляций проводится испытание, сначала на специальном стенде, а потом на автомобиле.

Основные запасные части, которые используются в ремонте блока цилиндров:

  1. Поршнекомплект или гильзокомплект. Могут покупаться вместе или детали по отдельности.
  2. Вкладыши коренные и шатунные.
  3. Комлект прокладок.
  4. Насос масляный.
  5. Сальники к/вала.
  6. Шестерни привода.

Стоит отметить, что ремонт силового агрегата типа V8 — довольно дорогое удовольствие. В некоторых случаях даже очень. Многие специалисты по ремонту двигателей рекомендуют вовремя обслуживать автомобиль, поскольку это обходится намного дешевле, нежели капитальный ремонт.

Тюнинг "восьмерки"

По большому счету, особого тюнинга на эти моторы никто не придумывал. Конечно, в 70-80-е годы на масклкарах пробовали что-то переделывать, чтобы добавить мощности, но не получалось. Современные инженеры совершили единственную доработку – установку турбонаддува, которая прибавила тяговых характеристик.

Как сознавался разработчик "Додж Челленджер": «зачем усовершенствовать то, что и так совершенно?». Ни один производитель, особенно старых американских «зверей», не считает, что нужно тюнинговать двигатели их производства, поскольку все что можно уже установлено и подогнано под максимальную мощность.

Дизельные моторы с конфигурацией V8

Дизельные двигатели V8 пришли на смену неэкономичным бензиновым. Яркими представителями на пространстве СНГ является ЯМЗ-238. С годами он доказал свою надежность. Устанавливается в основном на автомобили МАЗ и некоторую сельскохозяйственную технику. Довольно прост в ремонте, а обилие запасных частей позволяет выбрать самый оптимальный вариант для покупки.

Дизельный двигатель V8 имеет большую мощность, в отличие от бензинового, поэтому большинство производителей автомобилей перешли на его применение. Также большим плюсом является меньший расход топлива, а ресурс использования увеличен на 40%.

Важнейшим достижением в развитии двигателей такого типа считается изобретение электронного распределения топлива с отключающимися цилиндрами. Впервые ее применили на "Додже Челленджере". Сейчас много известных автопроизводителей используют на "восьмерке" такую технологию.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector