V образные двигатели: V образный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

Содержание

V образный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом. Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.

Немного истории

Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с. Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра. Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.

Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:

  • большой вес;
  • ограничение мощности;
  • недостаточную сбалансированность и др.

В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.

Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.

Особенности конструкции

Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.

Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга. В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.

Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.

Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:

  1. v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
  2. v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
  3. v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
  4. v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента. Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон. При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.

Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :

  • повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
  • увеличивает срок службы мотора;
  • позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.

Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:

  • высокую стоимость;
  • большой уровень вибраций;
  • сложности при балансировке и др.

Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.

Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.

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.

Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.

  • VR образные моторы

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 обычныхŸ малым углом развала цилиндров (15 градусов) иŸ 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.

Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др.). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).

v образный двигатель


Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 111

История автомобиля может служить своеобразной демонстрацией пытливости и настойчивости человеческого ума. Казалось бы, изобрели в 1883 году Даймлер с Майбахом двигатель внутреннего сгорания (одноцилиндровый), так пользуйтесь люди. Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней. И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

О ДВС и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный. Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования. Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

А как только число цилиндров становится больше одного, возникает вопрос, об их расположении. Невзирая на то, бензиновый это или дизельный двигатель, возможны такие варианты:

  • рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
  • V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
  • оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
  • W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
  • звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал. Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

1- рядный; 2 – V образный; 3 – оппозитный; 4 – совмещенный V образный и рядный двигатель; 5 – W образный; 6 – совмещенный в W образной компоновке.
типы двигателей

типы двигателей
Для каждого из перечисленных вариантов свойственны свои достоинства и недостатки, но в настоящий момент более подробно будут рассмотрены V образные двигатели.

О конструкции V образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фото
v образный двигатель

v образный двигатель
Даже беглого взгляда достаточно для понимания, какое это сложное изделие. Тем не менее, его можно считать закономерным этапом в развитии, которое прошел двигатель, в первую очередь, имея ввиду его практическое использование для автомобиля и мотоцикла.

После того, как резервы роста мощности, заложенные в увеличении диаметра цилиндра, были исчерпаны, стало расти их число. Тогда мотор начали делать с использованием нескольких цилиндров. Проще всего их оказалось разместить в ряд друг за другом. Так появился рядный двигатель, как бензиновый, так и дизельный.

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность. Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался. В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

Борьба за компактность привела к тому, что родился V образный двигатель, в нем цилиндры размещены под углом. Такое расположение позволило решить как минимум две задачи:

  1. уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
  2. увеличить число цилиндров в одном моторе.

Однако следствием такого технического решения стало усложнение конструкции силового агрегата. Если для рядного требуется один блок цилиндров и один газораспределительный механизм, то для V образных силовых агрегатов их число увеличивается как минимум вдвое. Это приводит к значительному усложнению производства.

Кроме уже отмеченных, есть и другие недостатки, присущие V образной компоновке, но они тем или иным способом решаются, и на сегодняшний день такой силовой агрегат является чрезвычайно распространенным в мире моторов. В то же время, кроме использования на легковом автомобиле у таких моторов есть и другие варианты применения, для примера можно остановиться на следующих:

V образный мотор на мотоцикле

Особого внимания заслуживает оппозитный двигатель как разновидность V образного. Такая его конструкция оказалась подходящей для мотоцикла, хотя некоторые производители применяют его в автомобилях.
v образный двигатель мотоцикла

v образный двигатель мотоцикла
Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора. Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов. Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

Конечно, у мотоцикла есть свои, присущие только ему особенности, но это не имеет отношения к его типу. А V образные многоцилиндровые, в том числе и оппозитные моторы, используемые при создании мотоцикла, не собираются уступать свое место другим.

V образный дизель

На сегодняшний день наибольшей популярностью в Европе пользуются автомобили, в которых применяется дизельный силовой агрегат. Обусловлено это его высокой экономичностью, а также отличными эксплуатационными показателями. Как пример можно привести дизельный двигатель TD6.
v образный дизель

v образный дизель
По своим техническим характеристикам он соответствует самым высоким требованиям, этот дизельный мотор имеет шесть, расположенных по V образной схеме, цилиндров, общий объем может составлять до 2,7 литров, он способен развивать мощность до двухсот семи л.с., обеспечивая крутящий момент до четырехсот сорока Нм. При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Не касаясь других его характеристик, используемых в конструкции технических решений, стоит просто отметить, что по экспертным оценкам подобный дизельный силовой агрегат является несомненным лидером в классе шестицилиндровых V образных дизелей.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат. Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34. Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.


За не такую уж и длительную историю развития ДВС, были разработаны разные его модификации, отличающиеся различным исполнением и сложностью. Тем не менее, несмотря на все имеющиеся трудности в производстве и недостатки конструкции, V образный двигатель в настоящее время является одним из самых массовых вариантов ДВС.Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Обзор V образного двигателя, его преимущества и недостатки

Сегодня уже никто не может представить свою жизнь без машин, а значит и без двигателей. Самой известным типом внутреннего сгорания мотора  является V образный двигатель. Он получил свое название за характерное расположение цилиндров, которые имеет различный уровень наклона по отношению друг другу. Диапазон угла вели, с 10 градусов и до 120.Рассматриваемый тип мотора работает по такому же принципу, как и любой двигатель внутреннего сгорания, различия состоят только в положении цилиндров.

v образный двигательv образный двигатель

Область применения

Главной причиной большой популярности рассматриваемой модели состоит в том, что данный мотор иметь большую область применения. Он успешно используется в таких отраслях, как машиностроение, постройка самолетов и кораблей. Помимо этого, стоит отметить, что v двигатели используются и в мотоциклах. Как правило, сфера и область применения зависит от того, сколько цилиндров имеет рассматриваемая модели, а также особенности их расположения. Особенности размещения цилиндров имеют немалое  влияние на такие технические характеристики, как плавность работы, величина вибрации, сложность балансировки и так далее.

v образный двигатель для авиацииv образный двигатель для авиации

Классификация v двигателя

Обычно двигатели классифицируются по порядку работы, в данном случае порядок работы не так важен, так как основной критерий является наличие определенного количества цилиндров и особенности их расположения.  Стоит сразу отметить, то наиболее часто используемые углы в моделях двигателей составляют 45, 90 и 60 градусов. Обычно они применятся на машинах и мотоциклах. В зависимости от количества цилиндров выделяют следующие типы двигателей:

  • V2 используют в стандартных автомобилях
  • V3
  • V4
  • V5
  • V6 – наиболее популярный тип, применяется в машинах
  • V8 часто используется в спорткарах
  • V10
  • V12
  • V14
  • V16
  • V18
  • V20
  • V24

Сразу стоит выделить те отрасли, где применяется каждая модель двигателя.  Моторы, которые обладают двумя и четырьмя  цилиндрами используются в мотоциклах.  Но встречаются случаи, когда на спортивных моделях вы можете встретить двигатель, который обладает пятью или даже шестью цилиндрами. Такие виды обладают невероятно большой мощностью по меркам мотоциклов, которая позволяет им достигать самых высоких скоростей.

Если вести речь об автомобилях, то тут самыми распространенными являются модели, которые имеют по 6 или 8 цилиндров, правда, также в спортивных моделях их число может достигать 10 а иногда даже 12. Это также производится для того, чтобы достичь максимальной мощности. Правда, при установке такой модели следует подготовить и все остальные системы.

В авиации и кораблестроение применятся больший ряд двигателей. Здесь вы можете встретить четырех, пяти, восьми,  десяти, двенадцати, четырнадцати, шестнадцати, восемнадцати двадцати и двадцати четырех цилиндровые двигатели. Применение их вызвано тем, что существует особый порядок работы во многих системах, которые требуют не только большой, но также порой и малой мощности, которая нужна для выполнения менее больших, но все же значимых задач. Примером их могут послужит внутренние системы корабля, которые не требуют большого двигателя для полноценного обслуживания.

Как правило, рассматриваемое устройство располагается вверх. Это наиболее часто используемая форма расположения. Но встречаются случаи, когда инженеры делают наоборот и направляют их вниз. Как и для чего это делается. Дело в том, что при определенной конструкции того или иного аппарата, стандартное расположение просто напросто неудобно, так как создает лишние проблемы, например, занимая большое количество места. Говоря о примерах, можно отметить авиацию. Именно здесь активно применяется обратное расположение, которое нужно для того, чтобы ничего не мешало пилоту управлять самолетом, так как это может привести к необратимым последствиям. Но, все же всем больше нравиться стандартное расположение, так как именно его видят люди под капотом своих автомобилей.

v образный двигатель дна мотоциклеv образный двигатель дна мотоцикле

Положительные и отрицательные стороны

Если затронуть такую тему, как преимущества, которые имеет v образный двигатель над моделью R образного мотора, то можно столкнуться с большим количеством различных мнений, которые говорят о том, то каждый специалист выделяет свои особенности эксплуатации каждого вышеупомянутого типа. Итак, в чем же основные преимущества двигателя, который имеет цилиндры, расположенные под углом?

В первую очередь стоит обратиться к истории создания рассматриваемого мотора. Дело  в том, что на начальном этапе разработки основной задачей, которая стояла перед инженерами, являлось достижение максимальной компактности при сохранении мощности у высокого крутящего момента. Сразу можно сказать, то обе проблемы бы успешно решены, что и дало начало плюсам рассматриваемого типа.  Итак, как же были решены данные проблемы?

В первую очередь стоит объяснить такое явление, как увеличение крутящего момента. Дело в том, что в отличие от R образного мотора, где силы направлены прямо перпендикулярно, такая модель, как v образный двигатель имеет такой порядок работы, при котором силы действуют на вал по касательной с двух сторон.  Это позволяет достичь максимального ускорения вала, так как инерция, которая создается при работе значительно выше, чем та, которая появляется при функционирования моделей R.

Помимо увеличения крутящего модели можно отметить компактность. Мотор обладает меньшей высотой и длинной. Но не только эти положительные моменты можно выделить из порядка работы.  Итак, у моделей V  типа можно отметить большую жесткость коленчатого вала, которая влияет не только на прочность конструкции, но также и на срок службы всей системы, большим диапазоном рабочих частот, это дает возможность двигателю не только быстро набирать обороты, но и динамично работать даже на пределе возможностей.

К сожалению, модели V состоят не толь из плюсов. Дело в том, что они обладают более сложной конструкцией, а поэтому стоят на порядок дороже, а также большая  ширина мотора. Но особенно важно  то, что практически все они имеет немалый уровень вибрации и определенные сложность при балансировке. Правда сейчас, чтобы избежать данных недостатков в работе, инженеры компаний намеренно  утяжеляют ту или иную часть.

Будущее V двигателей

Несмотря на все недостатки, можно уверенно сказать, что будущее за данным видом двигателей. Конечно, каждый из них имеет ряд недостатков, но инженеры уже сегодня знают, как их ликвидировать.  Также стоит отметить, что данный тип гораздо легче модифицировать и уже на сегодняшний день известно, что практически любой вид V двигателя, не полностью раскрыл свой потенциал, иными словами, для большинства есть еще определенный резерв, который позволит увеличить большое количество технических характеристик.

V образный двигатель был запатентован в США еще в 1905 году, сто лет назад, но за это время люди все еще полностью не раскрыли все его особенности. Сегодня инженеры работают над тем, чтобы производство моделей стало менее затратным, что позволит приобрести автомашину с хорошим мотором мог себе каждый человек, даже с малым или низким доходом.

устройство, характеристики, плюсы и минусы

V-образным называется двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого размещены напротив друг друга наподобие латинской буквы «V». В зависимости от количества цилиндров, такие двигатели могут быть четырех, пяти, шести, восьми, десяти и двенадцатицилиндровыми. Также подобные силовые установки различаются в зависимости от угла наклона цилиндров.

V-образный двигатель

Первые V-образные двигатели эволюционировали от четырехцилиндровых рядных моторов. В начале ХХ века, когда автомобили в основном оснащались трех и четырехцилиндровыми силовыми установками, наибольшей проблемой таких моторов был их вес и размер, а также – несбалансированность, что приводило к возникновению вибраций, которые передавались на кузов и делали поездки малоприятными.

В 1905 году в Соединенных Штатах была запатентована новая технология производства двигателей – с V-образным расположением цилиндров. У такого мотора было четыре цилиндра, которые размещались друг напротив друга под определенным углом. По сути, это был тот же рядный четырехцилиндровый двигатель, который распилили пополам и получившиеся половинки объединили в один агрегат в форме латинской буквы «V». Таким образом, конструкторам удалось нивелировать два недостатка рядных двигателей – вес и размер, так как V-образный мотор занимал меньше места под капотом в длину и меньше весил. Вместе с тем, в габаритном отношении у этого агрегата был свой недостаток — ширина: в длину он меньше рядного, а вот в ширину – больше. Однако, стараясь уменьшить именно длину подкапотного пространства, инженеры начали разрабатывать и совершенствовать V-образные моторы, делая их компактнее и сбалансированнее.

V-образный 10-цилиндровый мотором объемом 5,2 литра.

Немаловажное значение в конструкции таких силовых установок имеет угол, под которым цилиндры размещают друг напротив друга. История подобных двигателей знает немало агрегатов, где угол развала цилиндров составлял от 1 до 180 градусов. В результате многочисленных испытаний конструкторы выяснили, что наиболее приемлемым вариантом размещения цилиндров являются углы в 45°, 60° и 90°. Большинство современных V-образных моторов как раз имеют такие значения углов расположения цилиндров. Компактность расположения мотора позволила конструкторам увеличить объем цилиндров, так что подобные силовые установки редко имеют объем менее 3 литров.

Несмотря на явные конструктивные преимущества подобных моторов, они, тем не менее, имеют и свои недостатки. Речь – о несбалансированной конструкции некоторых V-образных двигателей, например, шестицилиндровых. Для того, чтобы сбалансировать такой двигатель, приходится устанавливать дополнительные противовесы на коленвал, что, соответственно, увеличивает массу агрегата. Более сбалансированными двигателями из этой категории считаются восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровые моторы. Последние, кстати, имеют практически и идеальную балансировку в силу того, что представляют собой, по сути, два рядных шестицилиндровых мотора, объединенных в одну композицию. А, как известно, именно шестицилиндровый рядный агрегат имеет самую уравновешенную конструкцию и наименее подвержен инерциями первого и второго порядка.

Суперкар Lamborghini Aventador оснащается V-образным 12-цилиндровым двигателем выдающим 700 лошадиных сил.

Компоновочные схемы двигателей: рядный, V-образный, оппозитный

Одним из основных признаков, по которому классифицируют двигатели внутреннего сгорания (ДВС), является их компоновочная схема. Она определяет расположение мотора в подкапотном пространстве, его габаритные размеры и ориентацию осей ведущих элементов (цилиндров и поршней). Выбор общей компоновки агрегата зависит от характеристик, которые он должен обеспечить в процессе эксплуатации. На сегодняшний день используются пять базовых схем двигателей: рядные, V-образные, W-образные, оппозитные и VR-моторы. Каждая из схем имеет свои достоинства, недостатки и сферу применения.

Особенности конструкции рядного двигателя

Наиболее распространенным типом ДВС являются рядные конструкции. Они предполагают расположение цилиндров с поршнями в один ряд, что обеспечивает их воздействие на общий коленчатый вал. Основной сферой применения этого типа двигателей являются легковые автомобили, а также сельскохозяйственная и грузовая техника. В качестве топлива может использоваться как бензин, так и дизель. Количество цилиндров в таком моторе может достигать и двенадцати, но обычно это максимум шесть.

Компоновка цилиндров в рядном двигателеКомпоновка цилиндров в рядном двигателеРядный двигатель в разрезе

Преимуществами применения рядных компоновочных схем можно назвать следующие характеристики:

  • простота конструкции;
  • равномерный износ деталей;
  • низкая стоимость;
  • легкость в обслуживании;
  • уравновешенность.

Недостатками рядных агрегатов являются:

  • большие габаритные размеры, особенно для конструкций с большим числом цилиндров;
  • большой вес двигателя;
  • коленчатый вал может испытывать большие нагрузки из-за повышенной длины.

Что представляет собой V-образный двигатель?

С увеличением числа цилиндров в двигателе рядные конструкции стали менее удобными, а потому им на смену пришла V-образная компоновочная схема. Она предполагает установку цилиндров с поршнями попарно, друг напротив друга и под углом. Последний получил наименование угол развала и может варьироваться от 10° до 120° между осями. Количество цилиндров в таких агрегатах от шести до двенадцати, но это всегда четное число. Многие автопроизводители благодаря V-образной компоновочной схеме получили возможность экспериментировать с количеством цилиндров, увеличивая их число до двадцати четырех, но в серийном производстве таких автомобилей пока нет.

В зависимости от величины угла развала достигаются определенные характеристики двигателя. Так, например небольшой угол позволяет объединить в моторе достоинства и рядных, и V-образных моторов.

Как устроен V-образный двигательКак устроен V-образный двигательV-образный двигатель

Среди плюсов V-образных моторов можно отметить:

  • компактность конструкции;
  • более длительный срок эксплуатации двигателя;
  • эффективная и динамичная работа на различных оборотах.

В числе недостатков:

  • конструкция такого агрегата более сложна, поскольку имеет две головки блока цилиндров;
  • высокая стоимость изготовления;
  • большие вибрации при работе;
  • сложности с балансировкой.

В чем отличия оппозитного двигателя?

Фактически оппозитный двигатель является частным случаем V-образного. Его принцип работы основан на том, что угол развала цилиндров в таком моторе составляет 180°. Иными словами, пары цилиндров с поршнями лежат в горизонтальной плоскости. Поскольку поршни при работе такого двигателя движутся навстречу друг другу, они получили название «боксеры». Количество цилиндров в оппозитных моторах может быть от двух до двенадцати, при этом наибольшую популярность приобрели схемы с четырьмя и шестью цилиндрами.

Как устроен оппозитный двигательКак устроен оппозитный двигательОппозитный двигатель в разрезе

Преимуществами такой компоновки являются следующие характеристики:

  • большая устойчивость автомобиля, достигаемая благодаря смещению центра тяжести;
  • более длительный срок эксплуатации за счет увеличения жесткости цилиндров;
  • максимальная безопасность – при столкновении такой двигатель уходит вниз, а не в салон;
  • пониженный уровень вибрации и шума при работе мотора;
  • снижение веса основных узлов.

Недостатками системы являются:

  • большие затраты на обслуживание и ремонт;
  • высокая стоимость изготовления двигателя;
  • повышенный расход смазочных материалов.

Как работает W-образный двигатель?

Как работает w образный двигательКак работает w образный двигательW-образный двигатель

Принципиальным отличием W-образного двигателя является расположение цилиндров с поршнями в три или четыре ряда, при этом они воздействуют на общий коленчатый вал. Угол развала составляет менее 90°. Некоторые модели W-образных двигателей предусматривают расположение цилиндров в шахматном порядке, и каждая секция имеет свою ГБЦ. Применяются такие компоновочные схемы не только в автомобильных моторах, но и в авиации.

Также как и V-образный двигатель, такой мотор может иметь до двенадцати цилиндров. Однако основным его преимуществом является еще более компактная конструкция. Главным недостатком W-образной схемы можно назвать необходимость изготовления коленчатого вала сложной формы, а также использование многоуровневой системы охлаждения, что существенно повышает стоимость производства мотора.

Устройство и достоинства VR-двигателя

vrvr

V-образный двигатель — это… Что такое V-образный двигатель?



V-образный двигатель

Двигатель Mercedes V6 Rennmotor

V-образная схема двигателя — схема расположения цилиндров поршневого двигателя внутреннего сгорания, при которой цилиндры размещаются друг напротив друга под углом от 1° до 180° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы «V». В настоящее время в автомобилях чаще всего встречаются конфигурации с 6, 8, в спортивных моделях с 10 и 12 цилиндрами. В мотоциклах — с 2, 4, в спортивных моделях с 5, 6 цилиндрами. В авиационных или корабельных двигателях — с 4, 5, 10, 12 или более цилиндрами. Позволяет сократить линейные размеры мотора по сравнению с рядным расположением цилиндров.

См. также

Категория:

  • Двигатель внутреннего сгорания

Wikimedia Foundation.
2010.

  • Насер, Гамаль Абдель
  • Просвирнов, Михаил Алексеевич

Смотреть что такое «V-образный двигатель» в других словарях:

  • U-образный двигатель — Bugatti U образный двигатель  условное обозначение силовой установки, представляющей собой два рядных двигателя, коленчатые валы которых механически соединены при по …   Википедия

  • W-образный двигатель — W образный двенадцатицилиндровый двигатель  двигатель внутреннего сгорания с W образным расположением двенадцати цилиндров четырьмя рядами по три (даже на фото видно что три ряда по четыре цилиндра. Фото неверное, на фото …   Википедия

  • X-образный двигатель — Упрощённая конструктивная схема X образного двигателя в исполнении Х 24. X образный двигатель  это поршневой двигатель, содержащий сдвоенные V блоки, горизонтально оппозитные по отношению друг к другу. Таки …   Википедия

  • V-образный двигатель — – двигатель, в котором цилиндры расположены под углом друг к другу в 2 х плоскостях (угол обычно – 45, 60 или 90 град). EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • Двигатель Стирлинга — Двигатель Стирлинга …   Википедия

  • Двигатель Ленуара — в двух проекциях …   Википедия

  • Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем …   Википедия

  • Двигатель — У этого термина существуют и другие значения, см. Двигатель (значения). Двигатель, мотор (от лат. motor приводящий в движение)  устройство, преобразующее какой либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века… …   Википедия

  • Двигатель Вальтера — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей …   Википедия

  • Двигатель внешнего сгорания — Статья состоит из словарного определения термина. Пожалуйста, доработайте статью, приведя ее в соответствие с правилами. Подробности могут быть на странице обсуждения. В Википедии статьи, состоящие только из словарного определения, не… …   Википедия

Книги

  • Ford Mondeo 2000-2003. Ремонт и техническое обслуживание, А. К. Легг, Питер Т. Гилл. В руководстве рассмотрены:Варианты с кузовом`хэтчбэк`,`седан`и`универсал`, включая специальные варианты/варианты ограниченной серии. Бензиновые двигатели: 4-цилиндровые двигатели 1. 8 л (1798… Подробнее  Купить за 1235 грн (только Украина)
  • Ford Mondeo. 2000-2003. Ремонт и техническое обслуживание, А. К. Легг, Питер Т. Гилл. В руководстве рассмотрены: Варианты с кузовом хэтчбэк, седан и универсал, включая специальные варианты / варианты ограниченной серии. Бензиновые двигатели: 4-цилиндровые двигатели 1. 8 л… Подробнее  Купить за 1235 грн (только Украина)
  • Ford Mondeo 2000-2003. Модели с бензиновыми и дизельными двигателями. Ремонт и техническое обслуживание, подготовка к техосмотру, эксплуатация, цветные электросхемы, Легг А.К.. В руководстве рассмотрены: Варианты с кузовом «хэтчбэк», «седан» и»универсал», включая специальные варианты/варианты ограниченной серии. Бензиновые двигатели: 4-цилиндровые двигатели 1. 8 л… Подробнее  Купить за 955 руб

Другие книги по запросу «V-образный двигатель» >>

Держать строй. Почему Yamaha и Suzuki не меняют рядные моторы на V-образные

В серии MotoGP в последние годы борьбу ведут преимущественно гонщики на Honda и Ducati. Два этих мотоцикла имеют одну техническую схожесть: они оба оснащаются четырехцилиндровыми двигателями V-образной компоновки. Такую схему используют и другие команды – Aprilia и KTM.

Им противостоят гонщики на Yamaha и Suzuki, где инженеры сделали выбор в пользу рядных моторов. У этого решения оставалось все меньше поклонников. И хотя в прошлом сезоне вторую строчку занял гонщик Ducati Андреа Довициозо, больше всего побед (за исключением Маркеса) одержали Маверик Виньялес и Алекс Ринс.

Оба этих гонщика выступали на мотоциклах с рядными движками. И их команды совсем не желают отказываться от привычной схемы расположения цилиндров. Разбираемся, как в Moto GP уживаются две взаимоисключающие конструкции и пытаемся понять, какая из них дает больше преимуществ.

Алекс Ринс, Team Suzuki Ecstar

Фото: Gold and Goose / Motorsport Images

 

 

 

История вопроса: насколько V4 младше рядной компоновки

Рядный четырехцидиндровый двигатель был впервые установлен на мотоцикл в 1905 году. Изначально такие моторы ставились продольно, что существенно удлиняло колесную базу. В 1923 году конструкторы догадались развернуть мотор поперек рамы мотоцикла и на протяжении следующих десятилетий такая схема для спортбайков считалась классической.

Двигатели V4 появились на мотоциклах позже – впервые их решились поставить только в 1930 году. Более-менее массовой такая конструкция стала в восьмидесятые. Тем не менее в классе супербайков рядные моторы доминируют до сих пор.

Читайте также:

Противостояние V4 и I4 в MotoGP продолжается с тех пор, как в конце 2009 года был представлен новый технический регламент. Согласно этим правилам, применяемые в чемпионате мира моторы должны быть строго четырехцилиндровыми, четырехтактными, без принудительного наддува, системы изменения фаз газораспределения и строго с диаметром цилиндров не более 81 миллиметра.

Схема расположения цилиндров не регламентируется, но экзотические конструкции вроде оппозитных h5 или «звездочек» X4 по компоновочным соображениями инженеры даже не рассматривали.

Все в ряд: простота и управляемость

Поскольку рядные моторы появились раньше, то будем считать их отправной точкой. В чем их преимущества?

Первое – такие двигатели проще и дешевле в производстве. На протяжении десятилетий для лидеров мотоиндустрии одного этого аргумента было достаточно. Эти моторы надежны, просты, ремонтопригодны и при этом обладают хорошими показателями по мощности и крутящему моменту.

Второе преимущество рядных моторов, расположенных поперечно – в их продольной компактности. Их размещение не требует удлинения рамы и колесной базы, что позволяет сделать мотоцикл более сбалансированным.

Двигатель Yamaha YZR-M1

Фото: Yamaha MotoGP

Двигатель Yamaha YZR-M1

Фото: Yamaha MotoGP

Есть и третье преимущество, объяснить которое будет сложнее. Четыре цилиндра, расположенные в ряд, требуют достаточно длинного и прочного коленвала. Современные двигатели в MotoGP раскручиваются до 18500 оборотов в минуту, и коленвал при этом не должен подвергаться торсионному искривлению под нагрузкой со стороны шатунов.

Достаточно массивный коленвал, который вращается на высоких оборотах, фактически представляет из себя гироскоп – то есть физическое тело, которое стремится сохранять стабильность в пространстве. Самый известный бытовой пример гироскопа – юла. Она сохраняет устойчивость до тех пор, пока вращается.

Тот же эффект наблюдается и у любого другого вращающегося тела, причем чем выше его масса и скорость вращения, тем он будет выражен сильнее.

В современных рядных мотоциклетных двигателях коленвал вращается в противоположную сторону вращению колес. Это создает дополнительный балансирующий эффект для мотоцикла. Звучит на первый взгляд невероятно, то мотоциклы с рядными четырехцилиндровыми двигателями в динамике лучше сбалансированы, их подвеску проще настраивать и в поворотах они более стабильны.

В развалочку: причем здесь аэродинамика?

При всех достоинствах рядных моторов у них есть один наглядный недостаток. Они достаточно длинные или, говоря применительно к MotoGP, широкие. Если быть точными, то они шире, чем моторы V4 аж на 21 сантиметр.

Фактически, V-образные двигатели – это два рядных двухцилиндровых мотора, соединенные в развалку друг к другу единым коленвалом. Очевидно, что два цилиндра в ряд при одинаковом их диаметре будут уже четырех.

Презентация серийного двигателя Ducati V4

Фото: Gold and Goose / LAT Images

Это дает первое преимущество: мотоциклы с V4 можно делать более узкими, чем байки с рядными четверками. Почему это здорово? Потому, что чем уже мотоцикл, тем ниже его лобовое сопротивление воздуху. И важность этого фактора прямо порпорциональна скорости. Вот почему гонщиков Ducati и Honda на скоростной трассе в Муджелло в этом году было не догнать.

Вторым преимуществом схемы V4 стоит назвать более прямые впускные коллекторы. Принудительный наддув в MotoGP запрещен, и воздух всасывается в цилиндры самими поршнями, а также нагнетается туда встречным потоком на высоких скоростях. Понятно, что чем прямее будет путь воздуха в цилиндры, тем легче ему будет там оказаться.

Больше воздуха в цилиндрах означает больше кислорода, который служит окислителем. А значит, можно сжечь больше топлива и получить большую мощность. Проще говоря, моторы V4 в MotoGP немного мощнее рядных.

Идеал? Не факт. Недостатков тоже хватает.

Первый из них очевиден – сложность и дороговизна конструкции. Если для спорта топ-уровня это не критично, то для массового производства уже имеет значение. Производители мотоциклов заинтересованы в том, чтобы их модели, участвующие в MotoGP, хотя бы отдаленно напоминали ту продукцию, которую можно встретить в салонах дилеров. Иными словами – хочешь V4 в спорте, предложи такой же покупателям, да по конкурентоспособной цене.

Франко Морбиделли, Petronas Yamaha SRT

Фото: Gold and Goose / Motorsport Images

Второй недостаток – размеры. Для хорошего баланса угол развала цилиндров мотора V4 должен быть равен 90 градусам. Это делает такие двигатели достаточно громоздкими относительно длины мотоцикла. Укоротить колесную базу и сделать тем самым байк более вертлявым уже не получится.

В теории, сделать двигатель более компактным можно было бы за счет уменьшения угла развала цидиндров. Однако на практике это вызывает проблемы с балансировкой таких моторов. До последнего времени с подобной конфигурацией экспериментировала Aprilia, которая использовала 65-градусные V4, однако с 2020 года итальянцы сдались и сделали мотор как у всех.

Движение к объединению

Пока споры о том, какая схема расположения цилиндров оптимальнее, продолжаются, инженеры стремятся перенести преимущества конкурентной конструкции на свою.

Так, эффект гироскопа, который создают коленвалы рядных моторов, объясняется в том числе тем, что они изначально вращались в противоположную колесам сторону. В свою очередь у моторов V4 коленвалы вращались в ту же сторону, что и колеса мотоцикла, что дополнительного его дистабилизировало.

Однако сейчас инженеры научились делать V-образные моторы, у которых коленвалы вращаются также, как и у рядных четверок – в противоположную колесам сторону. В 2015 году такую конструкцию представила Ducati, а в 2016 – Honda.

Андреа Довициозо, Ducati Team

Фото: Gold and Goose / Motorsport Images

Кое-что от V4 перекочевало и на I4. Речь о порядке зажигания в цилиндрах.

С начала 90-х в мотоспорте шел спор двух концепций – «скримера» и «биг-бэнга». Если кратко, то «скример» – это последовательное воспламенение во всех четырех цилиндрах с равномереными паузами между вспышками. Это делает разгон мотоцикла более ровным и позволяет гонщику лучше контролировать подачу газа.

«Биг-бэнг», в свою очередь, подразумевает, что вспышки во всех цилиндрах происходят практически одновременно. На первый взгляд, такие толчки должны дестабилизировать мотоцикл. Однако на практике выяснилось, что задняя шина в таком режиме изнашивается меньше, так как она подвергается не постоянной, а переменной нагрузке и успевает «отдохнуть» между толчками. В конечном итоге победу в MotoGP одержала именно концепция «биг-бэнга».

Моторы V4 от природы сбалансированы под «биг-бэнг», а рядные четверки испытывают дисбаланс при работе в таком порядке воспламенения цилиндров. Сейчас инженеры эту проблему решили путем добавления дополнительного балансировочного вала.

Так почему же побеждают Ринс и Виньялес?

Казалось бы, моторы V4 обладают неоспоримыми преимуществами в гонках: они мощнее и позволяют уменьшить аэродинамическое сопротивление байков. Однако у рядных четверок все еще остается один козырь.

Длинный коленвал и создаваемый им эффект гироскопа хотя и перенят конструкторами V4, но лишь отчасти: изменив направления вращения, они не сумели ничего поделать с длиной детали. К тому же компактность двигателя позволяет сделать геометрию всего байка более оптимальной.

Марк Маркес, Repsol Honda Team

Фото: Gold and Goose / LAT Images

Вот почему многие гонщики, пересев с байков с I4 на мотоциклы с V4, не сразу привыкают к худшему балансу более мощного мотоцикла. В качестве последних примеров можно вспомнить Хорхе Лоренсо и Жоано Зарко: оба отлично чувствовали себя в седле Yamaha, но не смогли повторить свои результаты ни с Ducati, ни с Honda, ни с KTM.

В итоге Маркес непобедим на трассах с длинными прямыми и в то же время медленными поворотами. А вот на таких автодромах как в Сильверстоуне, где скорости в виражах выше, преимущество оказывается на стороне байков с рядными движками. И даже самый слабый, как считается, байк Suzuki позволил Ринсу одержать победы в Сильверстоуне и Ассене.

Однако достаточно ли этого для того, чтобы, например, Куартараро принес Yamaha первый титул с 2016 года? Увидим в этом сезоне на видеоплатформе «Моторспорт ТВ». С первого же этапа сезона-2020 здесь будут доступны прямые эфиры всех гонок и квалификаций MotoGP, а также Moto2 и Moto3. Ближайшая гонка состоится в США в воскресенье, 5 апреля.

Читайте также:

Кривая

В синхронного двигателя

Кривая В представляет собой график зависимости тока статора от тока возбуждения для различных постоянных нагрузок. График, построенный между током якоря I и током возбуждения и током возбуждения I f , при холостом ходе представляет собой кривую V Curve . Так как форма этих кривых похожа на букву «V», они называются V-образной кривой синхронного двигателя.

Коэффициент мощности синхронного двигателя можно регулировать путем изменения тока возбуждения I f .Как известно, ток якоря I a изменяется с изменением тока возбуждения I f . Предположим, что двигатель работает без нагрузки. Если ток возбуждения увеличивается от этого небольшого значения, ток якоря Ia уменьшается до тех пор, пока ток якоря не станет минимальным. В этой минимальной точке двигатель работает с единичным коэффициентом мощности. Двигатель работает с запаздывающим коэффициентом мощности, пока не достигнет этой точки работы.

Если теперь ток возбуждения увеличивается, ток якоря увеличивается, и двигатель начинает работать с опережающим коэффициентом мощности.График между током якоря и током возбуждения известен как V-образная кривая. Если эту процедуру повторять для различных повышенных нагрузок, получается семейство кривых.

Кривые В для синхронного двигателя показаны ниже.

V-CURVE-OF-SYNCHRONOUS-MOTOR-FIG-1 Точка, в которой возникает единичный коэффициент мощности, находится в точке, где ток якоря минимален. Кривая, соединяющая самые низкие точки всех V-образных кривых для различных уровней мощности, называется кривой объединения коэффициента мощности .Кривые сложения для отставания коэффициента мощности 0,8 и опережения коэффициента мощности 0,8 показаны на рисунке выше красной пунктирной линией.

Места точек постоянного коэффициента мощности на V-образных кривых называются кривыми Compounding Curves . На нем показано, каким образом следует изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянный коэффициент мощности при изменении нагрузки. Точки справа и слева от единичного коэффициента мощности соответствуют избыточному возбуждению и опережающему току, а также недостаточному возбуждению и запаздывающему току соответственно.

Кривые V полезны при настройке тока возбуждения. Увеличение тока возбуждения, если оно превышает уровень минимального тока якоря, приводит к опережающему коэффициенту мощности. Точно так же уменьшение тока возбуждения ниже минимального значения тока якоря приводит к запаздыванию коэффициента мощности. Видно, что ток возбуждения при единичном коэффициенте мощности при полной нагрузке больше, чем ток возбуждения при единичном коэффициенте мощности без нагрузки.

На рисунке ниже показан график между коэффициентом мощности и током возбуждения при различных нагрузках.

V-CURVE-OF-SYNCHRONOUS-MOTOR-FIG-2

Из приведенного выше рисунка ясно, что если синхронный двигатель при полной нагрузке работает с единичным коэффициентом мощности, то снятие нагрузки на валу заставляет двигатель работать с опережающим коэффициентом мощности.

.

10 шт. / Лот Карбидная печатная плата Гравировальный фрезерный станок с ЧПУ V-образные биты для спелеологии 45 градусов 0,1 мм Бесплатная доставка | машинная пайка | машина бетонная шкала

Гравировальный станок с ЧПУ PCB карбида биты V-образные обрушивая 45 градусов

В пакет включено:

10 x Твердосплавные сверла V-образной формы с ЧПУ, 45 градусов

Описание:

Эти долговечные биты изготовлены из высококачественного твердого сплава для точной резки без заусенцев.

Если вы эксплуатируете или обслуживаете станки с ЧПУ или печатными платами, убедитесь, что у вас не закончились гравировальные насадки с этим набором карбидных заменителей 10 V и 45 градусов 0,1 мм.

Технические характеристики:

— Форма: V

— Степень (2а): 45

— Материал: карбид

— Диаметр хвостовика (D): 3,175 мм

— Диаметр режущей кромки (d): 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм, 0,5 мм

— Общая длина (L): 33 мм

— гравировка на широком спектре материалов, включая: печатных плат, большинство пластмасс, дерева, стекловолокна, углерода;

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о