Перейти к публикации
forum.avtoamerika.by

Поршневые двигатели и конфигурации двигателей


v_8
 Поделиться

Рекомендованные сообщения

Рядный Одноцилиндровый 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 8 · 9 · 10 · 12 · 14

Оппозитный 2 · 4 · 6 · 8 · 10 · 12 · 16 · H

V 2 · 4 · 5 · 6 · 8 · 10 · 12 · 16 · 18 · 20 · 24

W 8 · 12 · 16 · 18

Другие однорядные U-образный · VR · Со встречным движением поршней · X-образный

Иные типы Hemi · Ротационный · Звездообразный · Роторный (Ванкеля) · Дельтаобразный · Роторно-лопастной · Свободно-поршневой

 

 

 

Рядный двигатель - конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается Ix или Lx, где x - количество цилиндров в двигателе.

 

 

Одноцилиндровый

 

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания — простейший поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий всего один рабочий цилиндр. Одноцилиндровый двигатель является полностью несбалансированным и имеет неравномерный ход. Одноцилиндровые двигатели характеризуются наименьщим отношением площади поверхности рабочего цилиндра к рабочему объему по сравнению с многоцилиндровыми двигателями, что обеспечивает наименьшие потери тепла в рабочем процессе и высокий индикаторный к.п.д. В тоже время одноцилиндровые двигатели характеризуются существенной большей тепловой и механической напряженностью деталей по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Удельная масса одноцилиндровых двигателей выше чем у многоцилиндровых такого же рабочего объема.

 

Одноцилиндровый двигатель для авиамодели

 

 

В прошлом одноцилиндровые двигатели (благодаря простоте устройства) были широко распространены а их рабочий объем был практически не ограничен сверху — на судах и в стационарных установках встречались малооборотистые одноцилиндровые двигатели с рабочим объемом до 12 л (например дизельный калоризаторный двигатель «Пионер» мощностью 33 кВт, выпущенный на заводе «Русский дизель»). В настоящее время распространение одноцилиндровых двигателей также достаточно широко, по причине их простоты, малой стоимости и малой массы, но рабочий объем ограничен.

 

Наименьшим рабочим объемом характеризуются одноцилиндровые двигатели для авиамоделей — 1 см³ — 10 см³. Бензиновые двухтактные двигатели ручных газонокосилок (триммеров) имеют рабочий объем 15 см³ — 36 см³. На мотопилах применяются двигатели с рабочим объемом 36 см³ — 100 см³. На мопедах применяются одноцилиндровые двигатели рабочим объемом немного меньше 50 см³. Для привода небольших электрических генераторов применяют одноцилиндровые двигатели рабочим объемом 60 см³ — 250 см³. На мотоциклах нашли применение одноцилиндровые двухтактные двигатели рабочим объемом 125 см³ — 350 см³. Например, российский мотоцикл «ИЖ-Планета» имеет один из самых крупных в мире серийных одноцилиндровых двухтактных двигателей рабочим объемом 346 см³. Четырехтактные мотоциклетные двигатели имеют рабочим объемом до 650 см³ (мотоциклы BMW).

 

Для тракторов Т-16 и самоходных шасси СШ-16 Владимирским тракторным заводом выпускается одноцилиндровый дизельный двигатель рабочим объемом 1,03 л и мощностью 16 л.с.

 

Двуцилиндровый

 

Рядный двухцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением двух цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I2 или L2 («Straight-2», «In-Line-Tween»,). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали.

 

Конфигурация L2 является несбалансированной, а для четырехтактного двигателя кроме того еще и не обеспечивает плавного хода. Четырехтактные двухцилиндровые двигатели находят применение в автомобилях особо малого класса (например «Ока»), для привода мотоблоков, небольших тракторов, компрессорных установок в автомобилях-рефрежираторах, электрических генераторов, на мотоциклах и в качестве двигателей для спасательных шлюпок.

 

Двухтактные двухцилиндровые двигатели нашли очень широкое применение, так как имеют равномерный ход. Они применяются на мотоциклах (например «ИЖ-Юпитер»), на подвесных лодочных моторах мощностью от 5 л.с. до 40 л.с., на мотоблоках, для привода пожарных мотопомп.

 

В прошлом встречались двухцилиндровые двигатели достаточно большого рабочего объема.

 

Трехцилиндровый

 

Рядный трехцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением трёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I3 или L3 («Straight-3», «In-Line-Three»).

 

Конфигурация I3 для как для четырехтактного двигателя, так и для двухтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве. Для четырехтактного двигателя такая конструкция кроме того не обеспечивает равномерного чередования вспышек в цилиндрах, что ведет к сильной неравномерности крутящего момента и неприятному на слух звуку выхлопа. Поэтому трехцилиндровая конструкция находит применение обычно в автомобилях эконом-класса с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя (например Daewoo Matiz) и на малогабаритных тракторах (например Т-28). Современные четырехтактные автомобильные I3 имеют рабочий объем обычно не более 1,2 литров, а тракторные (дизели) не более 3 литров. Двухтактный трехцилиндровый двигатель имеет равномерное чередование вспышек и нашел широкое применение в современных подвесных лодочных моторах мощностью от 30 до 60 л.с. На современных двигателях конфигурации I3 как правило используются дополнительные балансировочные (успокоительные) валы, позволяющие приблизить уровень вибраций к рядным шестицилиндровым двигателям аналогичного рабочего объёма.

 

Четырёхцилиндровый

Рядный четырёхцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I4 или L4 («Straight-4», «In-Line-Four»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-4 (/4) — например, двигатель автомобиля Москвич-412.

 

Конфигурация I4 для четырехтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве (для двухтактного двигателя с чередованием работы цилиндров через 90° в порядке 1-3-4-2 такая конструкция сбалансированная). Поэтому она находит применение обычно в автомобилях эконом-класса с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя. Современные I4 имеют рабочий объем обычно от 0,7 до 2,5 литров. С ростом рабочего объёма уровень вибраций значительно возрастает, поэтому на современных двигателях конфигурации I4 с рабочим объёмом более 2,0 л. как правило используются дополнительные балансировочные (успокоительные) валы, позволяющие приблизить уровень вибраций к рядным шестицилиндровым двигателям аналогичного рабочего объёма.

 

В прошлом, однако, I4 бо́льших рабочих объёмов не были редкостью.

 

Западно-германская фирма Porsche выпускала автомобили с 2990-кубовыми I4. Двигатель американского Pontiac Tempest 1961-63 годов имел рабочий объем 3188 см³ и не имел балансировочных валов. Советские и российские автомобили «Волга» в течение длительного периода времени (с 1957 по начало 2000-х) использовали I4 производства ЗМЗ объёмом 2,445 литра, имелась версия объёмом 2,9 литра, балансировочные валы также отсутствовали.

 

В начале XX века существовали гоночные автомобили с рядными четырёхцилиндровыми двигателями рабочим объёмом 10-17 литров, например, De Dietrich. Мощность этих двигателей, однако, была весьма невелика — обычно, порядка 70-100 л.с., а максимальные обороты составляли около 1500 об/мин.

 

В настоящее время, один из наибо́льших по рабочему объёму четырёхцилиндровых двигателей является двигатель Toyota 3RZ-FE — 2,7 л.

 

post-72-1238009737_thumb.jpg

 

Пятицилиндровый

Рядный пятицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением пяти цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I5 или L5 («Straight-5», «In-Line-Five»).

 

Конфигурация I5 является сбалансированной при условии, что шатунные шейки коленчатого вала смещены друг относительно друга на угол 72°. Однако для четырехтактного двигателя при этом не обеспечивается равномерного чередования вспышек. Для двухтактного двигателя оптимальным является порядок работы цилиндров 1-2-4-3-5 при котором вспышки в цилиндрах чередуются равномерно.

 

Рядные пятицилиндровые двигатели редко применяются на наземном транспорте. На судах крупные рядные двухтактные пятицилиндровые двигатели нашли достаточно широкое применение.

 

Шестицилиндровый

Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I6 или L6 («Straight-6», «In-Line-Six»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-6 (/6).

 

При определённой настройке, I6 является полностью сбалансированной конфигурацией как двухтактного так и четырёхтактного двигателя, сочетая невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Однако, плавность работы рядного шестицилиндрового двигателя нарушается на высоких и очень низких оборотах, поэтому конфигурация I8 считается более сбалансированной.

 

Двигатели конфигурации I6 широко использовались и используются в настоящее время на автомобилях, тракторах, речных судах. На легковых автомобилях в последние десятилетия, в связи с повсеместным распространением переднего привода с поперечным расположением силового агрегата, и вообще компоновочных схем с более «плотной» организацией подкапотного пространства, более популярны оказались V-образные шестицилиндровые двигатели как более компактные и короткие, хоть и более дорогие, менее технологичные и сбалансированные. Вместе с тем, отдельные производители, например, BMW, по-прежнему используют только рядные шестицилиндровые моторы.

 

Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 литров. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 литров мало оправдано из-за относительно высокой стоимости изготовления (по сравнению с четырёхцилиндровыми двигателями) и большой (в сравнении с ними же) длины. Однако, подобные случаи имели место, например, мотоцикл Benelli 750 Sei имел двигатель I6 с рабочим объёмом всего 0,75 л.

 

Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 см³ на один цилиндр.

 

post-72-1238009859_thumb.jpg

 

Восьмицилиндровый

 

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»).

 

При определённой настройке, I8 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.

 

В прошлом (1920-е — 1950-е годы), благодаря простоте изготовления (относительно V8) и великолепной плавности работы I8 часто применялись на спортивных и люксовых автомобилях, особенно в США. В довоенные годы варианты комплектации с такими двигателями имели практически все американские автомобили среднего и высшего классов за исключением таких производителей, как Cadillac, Mercury и Lincoln, которые традиционно использовали только V8. Модели Buick имели верхнеклапанные I8, остальные марки импользовали схему с нижним расположением клапанов. Первым серийным автомобилем с двигателем этой конфигурации был Packard Straight Eight модели 1923 года.

 

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) деформациям, что существенно снижает их ресурс, а при увеличении числа оборотов двигателя в минуту 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 I8 всегда сводилось к двигателям большого рабочего объёма с небольшими максимальными оборотами, например, эта конфигурация находила применение на американских довоенных и первых послевоенных легковых автомобилях, некоторых грузовиках, кораблях и стационарных установках.

 

В настоящее время этот тип двигателя практически полностью вытеснен менее сбалансированным, но намного более компактным и надёжным V8.

 

post-72-1238009942_thumb.jpg

 

Девятицилиндровый

 

Рядные девятицилиндровые двигатели изредка используются в судостроении. Это дизели с большим рабочим объёмом и относительно небольшой степенью форсирования.

 

Находящиеся ныне в приозводстве примеры таких двгателей: Rolls-Royce Bergen серий B, C и K, Wärtsilä серий RT-flex60C-B, RT-flex82C, RTA84T-D, RTA84C, RTA96C, 20, 26, 32, Wasa32LN, 38, 46 и 46F.

 

Десятицилиндровый

 

Рядный десятицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением десяти цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I10 или L10 («Straight-10», «In-Line-Ten»).

 

L10 является полностью сбалансированной конфигурацией как двухтактного так и четырёхтактного двигателя. По сравнению с рядным восьмицилиндровыми двигателями, I10 совершает больше рабочих циклов в единицу времени, и, как следствие, работает более плавно под нагрузкой и не создаёт дополнительных колебаний в трансмиссии.

 

Рядные десятицилиндровые двигатели имеют очень большую длину при сравнительно малой ширине. Эта особенность обусловила их применение на судах и тепловозах, где по условиям габарита затруднительно применять V-образные двигатели. В автомобилях и тракторах, наоборот, 10-ти цилиндровые рядные двигатели не применяются.

 

Из-за большой длины коленчатого и распределительного валов они подвержены дополнительным торсионным (на скручивание) деформациям, что приводит к необходимости увеличения их поперечных сечений и, как следствие, к увеличению массы двигателя и невозможности повышения числа оборотов в минуту выше 1500.

 

Двенадцатицилиндровый

 

Рядный двенадцатицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением двенадцати цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I12 или L12.

 

L12 является полностью сбалансированной конфигурацией как двухтактного так и четырехтактного двигателя. Имеют очень плавный ход.

 

Рядные двенадцатицилиндровые двигатели имеют очень большую длину при сравнительно малой ширине. Эта особенность обусловила их применение только на судах. Практически встречаются редко.

 

Из-за большой длины коленчатого и распределительного валов они подвержены дополнительным торсионным (на скручивание) деформациям, что приводит к необходимости увеличения их поперечных сечений и, как следствие, к увеличению массы двигателя и невозможности повышения числа оборотов в минуту.

 

Четырнадцатицилиндровый

 

Единственный пример рядного четырнадцатицилиндрового двигателя — финский двухтактный дизель Wärtsilä-Sulzer RTA96-C для океанских судов.

 

Оппозитный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов.

 

В автомобильной и мототехнике оппозитный двигатель применяется для снижения центра тяжести, вместо традиционного V-образного, так же оппозитное расположение поршней позволяет им взаимно нейтрализовывать вибрации, благодаря чему двигатель имеет более плавную рабочую характеристику.

 

Наиболее широкое распространение оппозитный двигатель получил в модели Volkswagen Kaefer — в английском варианте Beetle — выпущенной за годы производства (с 1938 по 2003 год) в количестве 21 529 464 штук.

 

Также устанавливался на автомобили Oltcit Club с 1987 по 1993 годы.Автомобиль является точной копией Citroen Axel.

 

Оппозитный двигатель является также отличительной чертой автомобилей марки Subaru, который устанавливается практически во все модели Subaru c 1993 года. Большинство двигателей этой фирмы имеют оппозитную компоновку, которая обеспечивает очень высокую прочность и жёсткость блока цилиндров, но, в тоже время, делает двигатель сложным в ремонте. Старые двигатели, серии EA82 (выпускались примерно до 1989 года) славятся своей надёжностью. Более новые двигатели серии EJ (EJ15, EJ18, EJ20, EJ25, EJ30), устанавливаемые на различные модели Subaru с 1989 года и по настоящее время, менее надёжны, но, в принципе, это довольно неплохие двигатели. Они отличаются умеренной степенью форсировки и отсутствием изменяемых фаз газораспределения, систем непосредственного впрыска топлива и т.п.

 

Компания Porsche использует его в знаменитой модели Porsche 911.

 

Автобусы Ikarus также снабжались оппозитными двигателями, установленными под полом пассажирского салона.

 

В производстве мотоциклов оппозитные двигатели нашли широкое применение в моделях фирмы BMW, а также в советских тяжёлых мотоциклах «Урал» и «Днепр».

 

C марта 2008 года автомобили Subaru Legacy оснащаются оппозитными дизельными двигателями вкупе с механической коробкой передач.

post-72-1238010300_thumb.jpg post-72-1238010315_thumb.jpg post-72-1238010335_thumb.jpg

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

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

 

post-72-1238010476_thumb.jpg

 

V6 двигатель двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначется V6 (англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»). Это второй по популярности современный автомобильный двигатель после рядного четырехцилиндрового двигателя.

 

V6 — один из самых компактных двигателей, он обычно короче, чем I4, и в большинстве исполнений у́же и короче, чем

V8. В современных переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя по компоновочным соображениям невозможна установка рядных шестицилиндровых двигателей, что, при повышенных требованиях к мощности в наши дни, обуславливает популярность V-образных шестицилиндровых моторов, несмотря на малую сбалансированность в сравнении с I6. Унификация двигателей различных автомобилей приводит к тому, что V6 устанавливают и в машинах с продольным расположением двигателя, в которых, в принципе, нет строгой компоновочной необходимости его применения. Вместе с тем, на автомобилях того же класса с задним приводом, вроде 5-й серии BMW, всё ещё довольно широко распространены и рядные «шестёрки».

 

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 обозначается V8 (англ. «Vee-Eight», «Ви-Эйт»)

 

Общий обзор

 

V8 — конфигурация, часто используемая в автомобильных двигателях большого рабочего объёма. Редкие V8 обладают рабочим объёмом менее четырёх литров. Максимальный же рабочий объём современных серийных V8 для легковых автомобилей достигает 8,5 литров. 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 так же часто используется в высших эшелонах мотоспорта, 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.

 

Углы развала

 

Наибольшее число V8 использовали и используют угол развала в 90°. Такое расположение позволяет создать широкий, низкий двигатель с оптимальными поджигом смеси и низким уровнем вибраций.

 

Поскольку многие V6 и V10 созданы на базе V8, они также часто имеют угол развала 90°.

 

Часто используются балансирные валы или усложнённые (относительно рядных двигателей) коленвалы, устанавливаемые для снижения уровня вибраций, так как сам по себе четырёхтактный V8 не является сбалансированным двигателем и работает как два четырёхцилиндровых двигателя с общим коленвалом. Двухтактные V8 полностью сбалансированные.

 

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°. Одна из версий этого двигателя используется в автомобилях Volvo начиная с 2005 года.

 

 

История

 

В 1902 году француз Леон Левассер (Lйon 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 3535 смі.

 

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.

 

Первым относительно массовым автомобилем с V8 стал Cadillac модели 1914 года. Двигатель имел объём 5429 смі 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 до 1954 года, когда его сменил верхнеклапанный Ford Y-BLock.

 

Начиная с 1930-х годов двигатели конфигурации V8 получили с 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 северо-американской автомобильной промышленностью, значительная часть терминологии так же имеет американское происхождение.

 

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.

 

В 1950-е годы в производственной программе европейских производителей премиум-сегмента появляются серийные модели с V8, например, BMW 502 или Facel Wega Excellence (последняя имела американский двигатель производства Chrysler).

 

post-72-1238010654_thumb.jpg

 

U-образный двигатель — условное обозначение силовой установки, представляющей из себя два рядных двигателя, коленчатые валы которых механически соединены при помощи цепи или шестерней.

 

Известные примеры использования: спортивные автомобили — Bugatti Type 45, опытный вариант Matra Bagheera; некоторые судовые и авиационные двигатели.

 

U-образный двигатель с двумя цилиндрами в каждом блоке обозначается иногда как square four.

 

post-72-1238010741_thumb.jpg

 

Двигатель со встречным движением поршней — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с расположением цилиндров в два ряда один напротив другого (обычно один над другим) таким образом, что поршни расположенных друг напротив друга цилиндров движутся навстречу друг другу и имеют общую камеру сгорания. Коленвалы механически соединены, мощность отбирается с одного из них, или с обоих (например, при приводе двух гребных винтов). Двигатели этой схемы в основном двухтактные с турбонаддувом. Эта схема применяется на авиадвигателях, танковых двигателях (Т-64, Т-80УД, Т-84, Chieftain), двигателях тепловозов (ТЭ3, 2ТЭ10) и больших морских судовых дизелях.

 

post-72-1238010812_thumb.jpgpost-72-1238010827_thumb.png

 

Звездообразный двигатель (радиальный двигатель) - поршневой двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого расположены радиальными лучами вокруг одного коленчатого вала через равные углы. Звездообразный двигатель имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров. Нашел широкое применение в авиации.

 

Звездообразный двигатель принципиально отличается от других типов конструкцией кривошипно-шатунного механизма. Один шатун является основным, он похож на шатун обычного двигателя с рядным расположением цилиндров, остальные являются вспомогательными и крепятся к основному шатуну по его периферии. Особенностью двигателя является возможность протекания масла в нижние цилиндры во время стоянки, в связи с чем требуется перед запуском двигателя убедиться в отсутствии масла в нижних цилиндрах. Запуск двигателя при наличии масла в нижних цилиндрах приводит к гидроудару и поломке кривошипно-шатунного механизма.

 

post-72-1238010922_thumb.jpgpost-72-1238010969_thumb.png

 

Ро́торно-поршнево́й дви́гатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ва́нкеля), конструкция которого разработана в 1957 инженером компании NSU Вальтером Фройде (W. Froude), ему же принадлежала идея этой конструкции. Двигатель разрабатывался в соавторстве с Феликсом Ванкелем (F. Wankel), работавшим над другой конструкцией роторно-поршневого двигателя.

 

 

Особенность двигателя — применение трёхгранного ротора (поршня), имеющего вид треугольника Рело, вращающегося внутри цилиндра специального профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде.

 

post-72-1238011092_thumb.jpg

 

Конструкция

 

Установленный на валу ротор жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй - статором. Диаметр ротора намного превышает диаметр статора, несмотря на это ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Каждая из вершин трёхгранного ротора совершает движение по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре с помощью трёх клапанов.

 

Цикл двигателя Ванкеля: впуск (голубой), сжатие (зелёный), рабочий ход (красный), выпуск (жёлтый)

 

Роторно-поршневой двигатель

 

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого (экономия составляет около тысячи деталей), а отсутствие сопряжения (картерное пространство, коленвал и шатуны) между отдельными рабочими камерами обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. За один оборот ванкель выполняет три полных рабочих цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя.

 

Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.

 

Практическое применение получили двигатели с трёхгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: R:r = 2:3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п.

 

post-72-1238011092_thumb.jpg

 

Преимущества, недостатки и их разрешение

 

Преимущества перед обычными бензиновыми двигателями

низкий уровень вибраций. РПД полностью механически уравновешен, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров

главным преимуществом роторно-поршневого двигателя являются отличные динамические характеристики: на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более), чем в случае конструкции обычного двигателя внутреннего сгорания.

Малая удельная масса при высокой удельной мощности, причины:

Масса движущихся частей в РПД гораздо меньше, чем в аналогичных по мощности "нормальных" поршневых двигателях, так как в его конструкции отсутствуют коленчатый вал и шатуны.

К тому же однороторный двигатель выдаёт мощность в течение трёх четвертей каждого оборота выходного вала. В отличии от одноцилиндрового поршневого двигателя, который выдаёт мощность только в течение одной четверти каждого оборота выходного вала. (современный серийный РПД с объёмом рабочей камеры 1300 см3 имеет мощность 220 л.с., а с турбокомпрессором - 350 л.с.)

меньшие в 1,5—2 раза габаритные размеры.

меньшее на 35—40% число деталей

 

За счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, двигатель способен выдерживать большие обороты с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии и позволяют сделать автомобиль более просторным для водителя и пассажиров.

 

Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между ротором и эпитрохоидальной поверхностью корпуса, что приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя.

 

В связи с этим возникает повышенное требование по периодической замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям и двигатель выходит из строя.

 

Важной проблемой считаются состояние уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием этого, неразрешимого для двигателей Ванкеля, противоречия, являются высокие утечки между отдельными камерами, и как следствие падение коэффициента полезного действия и токсичность выхлопа.

 

Проблема быстрого износа уплотнителей на высокой скорости вращения была разрешена применением высоколегированной стали.

 

При всех преимуществах (высокая удельная мощность, простота устройства, несложный ремонт при правильной эксплуатации), важной проблемой является меньшая экономичность на низких оборотах по сравнению с обычными ДВС.

 

Другой особенностью двигателей Ванкеля является его склонность к перегреву. Камера сгорания имеет линзовидную форму, то есть при маленьком объёме у неё относительно большая площадь. При температуре горения рабочей смеси основные потери энергии идут через излучение. Интенсивность излучения пропорциональна четвёртой степени температуры, таким образом идеальная форма камеры сгорания — сферическая. Лучистая энергия не только бесполезно покидает камеру сгорания, но и приводит к перегреву рабочего цилиндра. Эти потери не только снижают эффективность преобразования химической энергии в механическую, но и вызывают проблемы с воспламенением рабочей смеси, поэтому в конструкции двигателя часто предусматривают 2 свечи.

 

Высокие требования к точности исполнения деталей делают его сложным в производстве. Оно требует высокотехнологичного и высокоточного оборудования — станков способных перемещать резец по сложной траектории эпитрохоидальной поверхности камеры объёмного вытеснения.

 

Серийное и мелкосерийное производство роторно-поршневых двигателей Ванкеля производились только фирмой Mazda и ВАЗ, в конечном счёте, взявшим за основу конструкцию двигателя Mazda.

 

 

post-72-1238011163_thumb.pngpost-72-1238011222_thumb.png

Современные двигатели

 

Инженерам фирмы Mazda удалось решить все основные проблемы РПД — токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с двигателями-предшественниками «Renesis», удалось сократить потребление масла на 50 %, бензина на 40 % и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих Euro IV. Двухцилиндровый двигатель «Renesis» объёмом всего 1,3 л выдаёт мощность в 250 л. с. и занимает гораздо меньше места в моторном отсеке. Следующая модель двигателя Renesis 2 16X имеет меньший объём, но бо́льшую мощность, меньше нагревается.

 

Автомобили марки Mazda с буквами RE в наименовании[2] могут использовать в качестве топлива как бензин так и водород. Это явилось вторым витком роста внимания к РПД двигателю со стороны разработчиков. Двигатель успешно может использовать водород, так как менее чувствителен к детонации, чем обычный двигатель, использующий возвратно-поступательное движение поршня.

 

Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, и масла от 0,4 л до 1 л на 1000 км (для двигателей Mazda 0,4 — 0,6 л.). В настоящее время исследование этого типа двигателя активно ведёт японский автоконцерн Mazda, оснащая доработанными моделями роторных двигателей автомобили серии RX.

 

Авиационные двигатели

 

В начале 50-х годов была создана серия авиадвигателей ВП-760, ВП-1300, ВП-2650 — пятилучевых двухтактных звёзд мощностью от 40 до 130 л. с. и весом от 25 до 100 кг авиационного инженера В.Полякова, созданных для лёгкой авиационной техники и прошедших успешные испытания в небольшой серии в ДОСААФ.

Изменено пользователем v_8
Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (РЛД, двигатель Вигрия́нова), конструкция которого разработана в 1973 году инженером Михаилом Степановичем Вигрияновым. Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырех лопастей.

 

Конструкция

 

На паре соосных валов установлены по две лопасти разделяющие цилиндр на четыре рабочие камеры. Каждая камера за один оборот совершает четыре рабочих такта (набор рабочей смеси, сжатие, рабочий ход и выброс отработанных газов). Таким образом, в рамках данной конструкции возможно реализовать любой четырехтактный цикл. (Ничто не мешает использовать данную конструкцию для работы парового двигателя, только лопастей придется использовать две вместо четырех.)

 

Преимущества и недостатки

 

Преимущества двигателя Вигриянова характерны для любого роторного двигателя. Это простота конструкции, отсутствие специального механизма газораспределения, низкие вибрации, высокая удельная мощность, простота передачи энергии между отдельными рабочими камерами. Отдельно стоит остановиться на тех особенностях конструкции Вигриянова, которые отличают ее от РПД Ванкеля.

 

Первое — геометрия камеры сгорания. Варьируя форму лопастей, можно получить сферическую камеру сгорания, обладающую максимальным отношением объема к площади, что является гарантией высокого КПД.

 

Второе — изоляция отдельных камер друг от друга. Применяется уплотнитель канального типа. Лопасти проходят на минимальном расстоянии от стенок рабочей камеры. Ввиду того, что нет трения о стенки, нет и разрушения поверхности, и, как следствие, отпадает необходимость в смазке этой поверхности. Соответственно, имеют место нулевой расход масла и высокие экологические показатели. Более того, отпадает необходимость в применении специальных износоустойчивых материалов, и снимается ограничение на скорость вращения ротора (ограничение линейной скорости составляет 15 м/с, при превышении этого предела металл приваривается). Такая конструкция является выдающимся примером существования функции уплотнения без реализующего ее механизма. Точность выполнения деталей для РЛД на порядок ниже, чем для РПД, что делает его изготовление возможным на большом количестве предприятий.

 

В работе двигатель Вигриянова эквивалентен восьмицилиндровому поршневому двигателю, так как за один оборот реализует четыре рабочих цикла.

 

post-72-1238011383_thumb.jpg

 

Свободно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (СП ДВС) - двигатель внутреннего сгорания, в котором отсутствует кривошипно-шатунный механизм, а ход поршня от нижней мёртвой точки в верхней мёртвой точки осуществляется под действием давления воздуха, сжатого в буферных ёмкостях, пружины или веса поршня. Указанная особенность позволяет строить только двухтактные СП ДВС. СП ДВС могут использоваться для привода машин, совершающих возвратно-поступательное движение (дизель-молоты, дизель-прессы, электрические генераторы с качающимся якорем), могут работать в качестве компрессоров или генераторов горячего газа.

 

Преимущественное распространение получила схема СП ДВС с двумя расходящимися поршнями в одном цилиндре. Поршни кинематически связаны через синхронизирующий механизм (рычажный или реечный с паразитной шестерней). В отличии от кривошипно-шатунного механизма синхронизирующий механизм воспринимает только разность сил, действующих на противоположные поршни, которая при нормальной работе СП ДВС стремится к нулю. Один поршень управляет открытием впускных окон, а другой - выпускных. Поршни компрессора и поршни буферных ёмкостей жёстко связаны с соответствующими поршнями двигателя.

 

К достоинствам свободно-поршневых ДВС относится сравнительная простота их конструкции, хорошая уравновешенность, долговечность, компактность. Недостатки - сложность пуска и регулирования, неустойчивость работы на частичных нагрузках (с развитием микропроцессорных систем управления последний недостаток стал неактуальным).

post-72-1238011605_thumb.png

 

 

Текстовое содержимое доступно в соответствии с GNU Free Documentation License: http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html. Источник: Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki

Изменено пользователем v_8
Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

W образный двигатель блоки цилиндров этого двигателя повторяют букву W. Есть три вида данного двигателя: 1 С тремя блоками цилиндров, 2 с четырьмя блоками цилиндров, 3 с двумя блоками цилиндров и 2 коленвалами.

post-72-1238012820_thumb.jpgpost-72-1238012832_thumb.jpg

 

VR6Двигатель был разроботан фольксвагеном он идентичен двигателю В6, но угол между цилиндрами составляет 10.6° или 15° вместо более распространенных 45°, 60°, or 90°.

post-72-1238013103_thumb.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

  • 1 год спустя...

Роторно-лопастной двигатель

«Вигриянова».

 

Роторно–лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма KHD (Клёкнер-Хумбольд-Дойц) провела исследование этого двигателя с механизмом Коуэрца. Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.

В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно Иванову О.М. (в г. Томске) и группе людей в г. Бердск, независимо друг от друга. М.С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения. Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов О.М., по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.

Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек, куда входили: Иванов О.М. –автор идеи, Вигриянов М.С. – инженер патентовед и Перемитин В.А.—слесарь.

Был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. Но «поезд уже ушёл».

За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Ивановым О.М. был предложен новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на простом доступном оборудовании.

Двигатель с этим механизмом был изготовлен в институте Теплофизики СОРАН (директор академик Накаряков В,Е,).

Из бракованных деталей был собран макет тот, который демонстрирует на фотографиях Вигриянов М.С..

Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, нас бы это вполне удовлетворило. (Первый образец Дизеля проработал всего семь часов.) Но мотор проработал около тридцати часов. Кроме «наших» им интересовались и иностранцы: немец, американцы, бразилец.

Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Уплотнения никакие не канальные, как рекламирует Вигриянов, а пластинчатые, могут быть графитовыми и не требовать смазки. А вот уплотнения и смазка торцов валов серьёзная проблема.

Больше этот двигатель не изготавливался. Академик Накаряков В.Е. создал акционерное общество АМСИ Corporation, для производства данного мотора. Интересы Иванова О.М. в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Вигриянов М.С. хоть и записал себя автором мотора, но не вложил в него ни одной даже маломальской мысли, тем более не мог продолжить разработку.

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

  • 1 месяц спустя...
Рядный двенадцатицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением двенадцати цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I12 или L12.

 

Где такое чудо стоит? круто выглядит наверное.

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

в короблях!!!!катер который о минскому морю плавает имеет рядник 12

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

  • 1 год спустя...
в короблях!!!!катер который о минскому морю плавает имеет рядник 12

Как бы не стоит забывать старые бугатти да и вообще старые дрыглы на старых машинах

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

  • 2 недели спустя...

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

 Поделиться

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    • Нет пользователей, просматривающих эту страницу.
×
×
  • Создать...