Какие схемы автомобильных двигателей существуют

Рядные

Движки, у которых цилиндры размещены вереницей в одной плоскости, имеют обозначение «R». Рядные двигатели (Рис. 1) – самые обыкновенные и дешевые, так как, по сопоставлению с другими схемами, состоят из малого количества деталей. Логично, что на заре автомобилизма подавляющая часть машин оснащалась конкретно такими движками. Но сейчас делать большой моторный отдел – непозволительная роскошь, ведь при всем этом остается не достаточно места на пассажирский салон. Тем паче, что большая часть современных авто оснащены передним приводом.

Мотор у них обычно размещен поперечно, иначе массивные рядные «восьмерки» и другие многоцилиндровые агрегаты расположить под капотом фактически нереально. Не считая того, длиннющий коленвал очень тяжело сделать крепким. Он может не выдержать больших нагрузок, характерных сегодняшним высокофорсированным движкам. Естественно, дорогие материалы и технологии в состоянии решить дилемму, но это неизбежно увеличит цену производства такого автомобиля.

1 — Рядные,
2 — V-образные,
3 — Оппозитные,
4 — VR,
5 — W-образные (1 вариант компоновки – три ряда цилиндров с большим углом развала),
6 — W-образные (2 вариант компоновки – совмещение двух VR-образных схем).

Но рядные двигатели с четным числом цилиндров довольно хорошо уравновешены. Естественно, в любом движке не статические детали являются источниками разного рода сил и моментов, от которых происходят вибрация и шум. Но в этом случае, дополнительных мер для их понижения конструкторам использовать не нужно. А именно, рядная «шестерка» изначально стопроцентно сбалансирована, потому ее до сего времени используют на неких дорогих и популярных машинах типа моделей BMW. Но германские авто оснащены задним приводом, поэтому инженеры могли разместить мотор вдоль и не иметь при этом никаких заморочек.

А вот концерн «Volvo» на модели «S80» ухитрилась установить таковой движок поперек (!) моторного отдела (ранее это удалось только в 70-х годах прошедшего века британцам из компании «Austin»). Попутно шведам пришлось позаботиться и о разработке суперпактной коробки.

4х-цилиндровые рядные двигатели не так сбалансированны как «шестерки», но они меньше по объемам. Потому «четверки» сейчас являются самыми пользующимися популярностью движками из движков «до 2,5 литров рабочего объема». (Кстати, у неких четырехцилиндровых дизелей объем превосходит 3 л.) Они везде используются на моделях малогабаритного и «домашнего» классов, также на дешевых спортивных автомобилях и джипах. Надо признать, что в двигателях с нечетным числом цилиндров сбалансированность, в большинстве случаев, находится не на должном уровне — хотелось бы получше. К примеру, на неких малолитражках, вроде «Шевроле Spark», употребляются трехцилиндровые движки.

Рядные «пятерки» популярнее. Они находятся в политре таких производителей, как «Дженерал моторс», «Volvo», «Форд»…

V-образные

В этих схемах автомобильных двигателей (Рис. 2) цилиндры расположены в 2-ух плоскостях, вроде бы образующих собой латинскую буковку «V» (на самом деле, это два рядных мотора с общим коленвалом). Угол меж ними именуется «углом развала». Как правило он — либо 60°, либо составляет 90°.

1-ая величина идеально подходит для V6. А угол 90 градусов – лучший вариант для V8. По сопоставлению с рядными, V-образные двигатели практически вдвое короче (при схожем количестве цилиндров), чуток ниже, но несколько обширнее. В целом, последние компактнее, потому большая часть современных многоцилиндровых движков выстроено по таковой сборке.

Но «V-образники» более сложные и более дорогие, так как цилиндры в 2 ряда — это значит вдвое больше всего: головок блока и иных деталей. Не считая того, такие движки выдерживают повышенную вибронагруженность. В особенности, этим грешит пользующийся популярностью V6, ведь любая его «половинка» – трясучая «трешка». Чтобы уменьшить воздействие вышеуказанных недочетов, конструкторам приходится использовать разные технические приспособления типа балансирных валов либо особых подушек крепления мотора, что делает автомобиль более сложным, а поэтому и дорогим.

Оппозитные

«Боксеры». Цилиндры в этих двигателях располагаются в одной плоскости по параллели к земле, но размещены друг напротив друга (Рис. 3). Эти двигатели имеют угол развала блока 180°. Такую сборку всегда обозначают буквой «B» («Boxer»).Тонкий движок также имеет все преимущества своего V-образного собрата, но при всем этом хорошо уравновешен и помогает существенно перераспределить центр тяжести автомобиля, улучшая таким образом его маневренность и устойчивость.

Но сборка «Вoxer» достаточно трудоемка и, как следствие, дорого обходится автолюбителям — как при покупке, так и при последующем обслуживании. Не если даже не учитывать этого, то нельзя не отметить, что такой двигатель занимает достаточно много места вширь, из-за этого колесные арки тоже имеют не достаточный размер, и угол вращения управляемых колес сокращается. При этом на неких моделях отдел двигателя так плотно «упакован», что для подмены свеч зажигания нужно отчасти разбирать движок, либо снимать его с подушек крепления.

Потому, невзирая на то, что 1-ые «оппозиты» появились фактически сразу с рождением самого автомобиля, сейчас их используют только две компании: «Porsche» и «Субару». При этом в сегодняшней комплектации «боксеров» почти не бывает более шести цилиндров. А раньше выпускались и 12-цилиндровые «боксеры», а компания «Porsche» хоть и испытывала мотор «B16», но так и не отважилась использовать его в марках гоночных машин.

VR

Пионером этой сборки стала фирма «Lancia», в 20-60-х годах прошедшего века выпускавшая V-образные 4х- и 6-тицилиндровых движков с очень небольшим углом развала блока: 10°-20°. Такие двигатели по размеру меньше обычных рядных, но проще и бюджетнее V-образных, потому что они оснащены только одной головкой блока (Рис. 4). Но, из-за излишней вибрации, схожая схема не стала популярной среди автолюбителей. Только 16 лет назад компания «Фольксваген» возродила эту сборку. Семейство движков, имеющих угол развала от 10,6° до 15°, концерн окрестил «VR» (другими словами V-образно-рядные), и с того времени это обозначение в автомобильной промышленности стало официальным.

«Фольксваген» был нужен малогабаритный 6-тицилиндровый двигатель для установки модели VW с передним приводом, «Ауди» и «Seat» (обычный «V6» оказался для них очень широким). Потому инженеры вынуждены были серьезно потрудиться над уравновешиванием супротивного мотора (сказалось асимметричное размещение его цилиндров). Эта работа понадобилась в 1997 году, когда пригодилось сбалансировать еще больше «VR5», имевший непомерную вибрацию.

W-образные

В отличие от предшествующей сборки, эта схема двигателя стопроцентно обязана своим возникновением концерну «Фольксваген» (до этого она встречалась только в авиации). Автоинженеры из Вольфсбурга просто взяли два движка типа «VR» и соединили их одним коленвалом. В результате получилась модель двигателя, которая при тех же 8- и 12-тицилиндрах существенно компактнее своих соперников с этим же числом цилиндров. Существует два варианта компоновки – три ряда цилиндров с большим углом развала и совмещение двух VR-образных схем (Рис. 5,6).

Сейчас движки схожей сборки можно повстречать под капотом более популярных моделей концерна: например, на «Фольксваген Phaeton», а также «Bentley Continental GT». Но германские инженеры на этом не зациклились и сделали, пожалуй, еще более сложные движки в мире — «W16» и «W18». которые были разработаны специально для многообещающих автомобилей «Bugatti». При этом «W16» все-же пошел в мелкосерийное создание и сейчас устанавливается на супер автомобиль «Bugatti Veyron 16.4».