Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самые необычные двигатели внутреннего сгорания

Самые необычные двигатели внутреннего сгорания

Сегодня мы вспомним поистине малочисленные конфигурации двигателей – как в отношении количества цилиндров, так и их расположения. И пойдем по возрастающей…

Одноцилиндровый двигатель

Это сейчас одноцилиндровые моторы встретишь только на мопедах, малокубатурных мотоциклах, моторикшах и другой технике с приставкой «мото». А меж тем в 50-е и 60-е годы прошлого века подобными простейшими двигателями оснащалась львиная доля послевоенных микрокаров. Взять хотя бы британский Bond Minicar с мотором Villiers: да, пускай он трехколесный и тесный, но имеет капот, крышу, полноценный руль – минимальный набор удобств присутствует.

Раздвоенный двухпоршневой двигатель

Подобный мотор представляет собой механизм, в котором в двух цилиндрах параллельно работают два поршня. Но есть одна загвоздка – камера сгорания у этих цилиндров одна, общая. Таким образом достигается более эффективное сгорание воздушно-топливной смеси по сравнению с обычными одноцилиндровыми моторами, улучшается топливная экономичность, повышается мощность. Этот тип двигателей использовался в Западной Европе в довоенную пору, но после Второй мировой стал гораздо менее востребованным. Одним из немногих автомобилей с раздвоенным двигателем была Iso Isetta, чей 236-кубовый моторчик развивал 9 лошадиных сил.

V-образный 2-цилиндровый двигатель

Гордость Harley-Davidson, в отличие от рядных или оппозитных 2-цилиндровых моторов, в легковушках не прижилась – слишком большие от них вибарции. V-образные двигатели с двумя «горшками» встречаются только на разнообразной экзотике, вроде трехколесных «Морганов» 30-х годов, а также некоторых кей-карах раннего послевоенного периода. Один из примеров – Mazda R360 с миниатюрным V2 воздушного охлаждения. Позднее на ее базе появились коммерческие автомобили B360/B600 – тоже с V-образными «двойками».

V-образный 4-цилиндровый двигатель

Трехцилиндровые V-образные моторы на автомобилях не встречаются (только на мотоциклах, да и то редко), зато V-образные «четверки» – вполне. Правда, по популярности они проигрывают и рядным, и оппозитным двигателям с таким же количеством цилиндров. Встретить эту диковинную в наши дни силовую установку можно, например, на «Запорожцах», ЛуАЗах, некоторых ранних версиях Ford Transit, а также спорткарах вроде Saab Sonnet или, на секундочку, триумфаторе Ле-Мана Porsche 919 hybrid.

V-образный пятицилиндровый двигатель

Сейчас рядные пятицилиндровые двигатели испытывают свое второе рождение: нынче их можно найти не только в немолодых Audi 200/Quattro 80-х годов, но и более чем современной Audi TT-RS. А вот до возрождения V-образной «пятерки» руки инженеров пока не дошли. В 90-е годы до этой необычной схемы додумались инженеры из Volkswagen, отпилив один цилиндр от двигателя VR6 – формально, фольксвагеновский V5 является именно VR5, так как головка цилиндров у мотора с небольшим развалом этих самых цилиндров только одна. Обладающий приятным голосом V5 устанавливался на многие модели концерна Volkswagen конца 90-х годов: VW Golf, Bora, Passat, а также Seat Toledo.

V-образный рядный шестицилиндровый двигатель (VR6)

К слову, VR6 – тоже редкая конфигурация. И она тоже встречается только на автомобилях концерна «Фольксваген». VR6 представлял собой V6 с очень маленьким углом развала цилиндров (10,5 или 15 градусов), у которого имелась лишь одна головка цилиндров, а сами цилиндры располагались зигзагообразно. Сейчас мотор имеет противоречивую славу: будучи установленным в самые мощные Volkswagen 90-х (Golf VR6, Corrado VR6 и даже Volkswagen T4), он выделяется большим крутящим моментом и бархатистым рыком, но в случае неисправности начинает пожирать бензин – бывали случаи, когда расход увеличивался до более чем 70 литров на 100 километров.

Рядный 8-цилиндровый двигатель

До Второй мировой войны рядные «восьмерки» были излюбленными двигателями американских премиум-марок (Packard, Duesenberg, Buick), но не меньшей популярностью в то время они пользовались и в Европе: именно с таким мотором Bugatti Type 35 выиграл более тысячи гонок по всему миру, именно с рядным 8-цилиндровым двигателем оригинальная Alfa Romeo 8C блистала на Mille Miglia и 24 Часах Ле-Мана. Лебединой песней длинного мотора стал 1955 год, когда Хуан Мануэль Фанхио во второй раз стал чемпионом за рулем Mercedes W196. Однако в том же году произошла и знаменитая трагедия в Ле-Мане, когда Mercedes 300 SLR Пьера Левега (тоже с рядной «восьмеркой») унес жизни более 80 зрителей. После этого инцидента Mercedes ушел из автоспорта более чем на 30 лет.

Оппозитный 8-цилиндровый двигатель

Хотя подобные моторы чаще встречаются в авиации, в свое время с ними экспериментировали в Porsche – построенные в 60-е годы гоночные Porsche 907 и 908 как раз оснащались оппозитными 8-цилиндровыми двигателями, обеспечивающими высокую мощность и низкий центр тяжести. Не сказать, что задумка была неудачной, но от подобных моторов компания быстро отказалась, предпочтя им оппозитные «шестерки», но с системой наддува. На закате своей жизни модель 908 – как та, на которой Йост и Икс стали вторыми в 24 Часах Ле-Мана 1980 года – уже была шестицилиндровой.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя на двигателе калины

W-образный 8-цилиндровый двигатель

Двигатель W8, который устанавливался только на Volkswagen Passat B5+, можно представить как два мотора V4, которые закреплены бок о бок под углом 72 градуса по отношению друг к другу. Таким образом, получается четыре ряда цилиндров, за что мотор и получил название W8. До появления Volkswagen Phaeton модель Passat W8 являлась флагманским седаном компании, развивая 275 лошадиных сил и ускоряясь до «сотни» за спорткаровские 6 секунд.

V-, H- и X-образные. Самые оригинальные двигатели в истории

За почти 200-летнюю историю существования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) технологии его строения менялись не раз. Одни нововведения уходили в серию, другие так и оставались на бумаге. Сегодня рассмотрим самые необычные из когда-либо созданных ДВС.

1. Двигатель Хессельмана

В наше время, когда речь заходит о гибридном двигателе, воображение выдает симбиоз бензинового ДВС и электродвигателя. Но в 1925 году шведским инженером Йонасом Хессельманом был предложен гибрид бензинового и дизельного двигателей.

Бензин был необходим для запуска, а затем двигатель переключался на другое топливо, коим мог быть керосин, мазут, солярка, масло и т.д. Поскольку основную часть времени он работал на более дешевом топливе, его использование становилось выгодным, при этом мощность оставалась на уровне бензиновых моторов. Если сравнивать двигатель Хессельмана с дизельными аналогами, то и здесь у него было преимущество — гибрид был меньше по весу и размерам.

Однако развитие технологий в металлургии вскоре позволило дизельным двигателям ликвидировать отставание от гибрида по этим критериям. А низкая степень сжатия, не позволявшая достичь высокой температуры в камере сгорания и приводившая к неполному сгоранию тяжелого топлива, влекла за собой быстрый износ двигателя и его нежизнеспособность по сравнению с конкурентами. Итог — менее 10 лет существования технологии, бывшей некогда инновационной, но не выдержавшей конкурентной борьбы.

2. Х-образный двигатель

Х-образный двигатель — это, по сути, два V-образных движка, расположенных горизонтально-оппозитно по отношению друг к другу и приводящих в движение общий коленчатый вал.

Принцип работы X-образного двигателя (автор Michael Frey)

Большинство X-образных двигателей ввиду своих размеров и сложности технологии использовались в основном в первой половине 1940-х годов на военных самолетах. В повседневной жизни они проигрывали более компактным радиальным моторам, поэтому так и не получили распространения.

3. Двигатель Найта

В начале прошлого века американец Чарльз Найт предложил новую систему газораспределения в двигателе: вместо стандартных клапанов за этот процесс должна была отвечать концентрическая пара подвижных гильз, вложенных в рабочий цилиндр.

Главным преимуществом бесклапанного двигателя по сравнению с большинством тогдашних моторов был крайне низкий уровень шума. Среди покупателей технология сначала не получила большой популярности, зато заинтересовала крупных производителей. Позже что-то подобное появлялось на автомобилях марок Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и других. По сравнению с клапанными ДВС двигатели Найта позволяли развивать большую мощность и при этом были более долговечными. Казалось бы, создан «почти вечный двигатель»! Но пока клапанные моторы развивались и совершенствовались, двигатели Найта от своих недостатков избавиться не смогли. Проблемы с обеспечением герметичности цилиндров, с приработкой внутренней гильзы и поршневых колец, проблемы с подводом смазки ко всем частям и очень высокий расход масла — эти слабые места вынудили двигатели Найта покинуть массовый рынок и больше на него не вернуться.

4. Радиальный двигатель

Радиальный двигатель был создан авиационными инженерами и в этой же области получил распространение. В отличие от рядных двигателей цилиндры радиального расположены в виде звезды, расходясь во все стороны от центра. Таким образом, каждый цилиндр отделен от остальных и доступен для ремонта и обслуживания. Такая конструкция хорошо пригодна для воздушного охлаждения, поэтому подавляющее большинство таких двигателей выпускается именно с воздушным охлаждением.

Недостатком конструкции звездообразного 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.

Принцип работы радиального двигателя (wikipedia.org)

5. Н-образный двигатель

Н-образный двигатель представляет собой два двигателя с оппозитным расположением цилиндров. Оба имеют собственные коленчатые валы, которые связаны в конце друг с другом. Так, с длиной блока в четыре цилиндра получался 16-цилиндровый агрегат. К недостаткам H-образных двигателей можно отнести более низкую литровую мощность, большую массу, низкий крутящий момент, более высокое расположение центра тяжести, чем у двигателей с одним коленвалом. Как и радиальные двигатели, Н-образные получили наибольшее распространение в авиации.

Принцип работы Н-образного двигателя (wikipedia.org)

6. Двигатель Adams-Farwell

Главная особенность этого двигателя заключается в том, что крутится не коленвал, а блок цилиндров. Не понятно? Как говорится, лучше один раз увидеть.

Читать еще:  Что такое коллекторный двигатель в радиоуправляемой машинке

7. Двигатель Gobron-Brillie

Двигатель французского автопроизводителя Gobron-Brillie также был изобретен в самом начале прошлого века, когда инженерная мысль не была ничем ограничена. Поршни двигателя располагались противоположно друг другу. Первая пара отвечала за коленвал, вторая — за шатуны, соединенные с коленвалом под углом 180°.

Компания производила широкий спектр двигателей, от двухцилиндровых 2,3-литровых до шестицилиндровых объемом 11,4 литра. Был еще огромный 13,5-литровый четырехцилиндровый гоночный двигатель, благодаря которому в 1904 году впервые была преодолена отметка скорости 100 миль в час.

W-образные двигатели — много цилиндров в малом объеме

В своих материалах мы нередко упоминаем двигатели W8, W12, W16, ставшие своеобразной визитной карточкой концерна «Volkswagen». Читатели подробнее просят рассказать о том, что они из себя представляют. По принципу действия — ничего особенного: это обычные поршневые моторы. Их изюминка — в оригинальной конструкции.

V-образную схему, позволяющую поместить двигатель с достаточно большим числом цилиндров в тесное подкапотное пространство, используют почти все автопроизводители. А в конце 80-х годов прошлого века на фольксвагеновских автомобилях «Passat» и «Golf» впервые появился VR6 — шестицилиндровый двигатель с малым углом развала блоков цилиндров. Настолько малым (всего 15 градусов, в то время как у обычных V6 — от 60 до 90 градусов и больше), что вместо V-образной пары блоков по три цилиндра мотор внешне представляет собой один блок клиновидной формы с шестью цилиндрами. Если форму V6 фигурально можно уподобить канцелярской «галочке», то VR6 той же «галочке» со сложенными «крыльями». Аббревиатура VR6 расшифровывалась как «рядно-V-образный шестицилиндровый». Само название говорило о том, что конструкция объединяет две схемы построения двигателей. Смотрелась эта «шестерка» чуть пошире и покороче рядной «четверки».

Эксперимент оказался удачным, и через несколько лет инженеры из Вольфсбурга разработали еще и пятицилиндровый двигатель. Не мудрствуя лукаво от «шестерки» убрали один цилиндр, и получился VR5. Логично было сделать следующий шаг, и фольксвагеновцы его сделали: соорудили пару VR, по четыре цилиндра каждый, и соединили их в виде V под углом 72 градуса. Идея в том, что на каждом «крыле галочки» помещается вдвое больше цилиндров, чем в простом V-образном двигателе. Новый мотор назвали W-образным чисто условно, поскольку на конфигурацию буквы W эта схема не похожа. Но смысл ясен: «W» — двойное «V».

От восьми до шестнадцати

Первый из этих двигателей — четырехлитровый W8 мощностью 275 сил – устанавливался на «VW Passat». Без проблем разместившись под капотом автомобиля «семейного» класса, он приблизил «Пассат» к более престижному бизнес-классу.

На «восьмерках» процесс, разумеется, не остановился. Флагман входящей в состав концерна VW марки «Audi» долго оставался без 12-цилиндрового мотора. Такое положение дел было недопустимо: ведь конкуренты — BMW и Mercedes-Benz — уже полтора десятка лет выпускали представительские седаны с мощными V12. И в 2000 году «А8» обзавелась стратегическим «W12». Мотор сделан по образу и подобию «W8»- только на «крыльях галочки» размещалось не по четыре, а по шесть цилиндров. Малогабаритный 420-сильный двигатель нашел себе место и на новом флагмане «Фольксвагена» — «Phaeton».

Но и этого немцам показалось мало, для перешедшей в 1998 году под эгиду VW марки «Bugatti» потребовался очень мощный и легкий силовой агрегат. Им стал уникальный сверхкомпактный и ультрамощный (1001 л.с.) — W16. Мотор восьмилитрового объема образовали две «восьмерки», сращенные под прямым углом. Почти квадритная форма (длина всего 71 см, зато высота 77 см) позволила вписать двигатель перед задней осью спорткара.

Похоже, это еще не последнее слово, которое могут сказать W-образные моторы. Главное их преимущество — возможность и дальше наращивать число цилиндров, не вылезая за рамки компактного подкапотного пространства. Как водится, есть и обратная сторона медали — сложность и дороговизна в обслуживании и ремонте. Неофициального сервиса такие двигатели не переносят, даже элементарная, казалось бы, замена свечей зажигания может обернуться головной болью для механиков, не знакомых с такими моторами.

Классификация спаренных рядно-смещённых двигателей VW W8 / W12 / W16 (модификации, периоды выпуска и их различия)

Mark Icons
DD — Dрифтер в DУше

Особенности конструкции двигателей W8 / W12 / W16

Компания Volkswagen уже стала своеобразным отступником от традиционных схем моторостроения, когда её инженеры разработали и запустили в производство крайне удачный двигатель рядно-смещённой конструкции под названием VR6 (подробнее об этих моторах можно прочитать в соответствующей классификации рядно-смещённых двигателей VR6/VR5). Но руководство концерна пошло дальше и увидело в этом техническом решении возможность для создания линейки премиальных двигателей большого объёма с очень компактными габаритными размерами.

Для воплощения этой идеи в жизнь, инженерам пришлось совместить два VR-образных двигателя по V-образной схеме с одним коленчатым валом. То есть каждый ряд цилиндров имеет не рядную конструкцию, как мы привыкли видеть в классических V-образниках, а VR-образную, где развал между цилиндрами составляет 15 градусов (как в двигателях VR5/VR6 объёмом до 3.2 литров включительно), а развал между самими рядами цилиндров составляет 72 градуса. Впоследствии такая конструкция получила название W-образный двигатель (так как по большому счёту двигатель имеет 4 ряда цилиндров, что хорошо визуально отображает буква «W» латинского алфавита).

Читать еще:  Что плохо для двигателя машины

В результате подобной разработки появилось семейство W-образных бензиновых двигателей с числом цилиндров от 8 до 16 и объёмом от 4.0 до 8.0 литров (кратно количеству цилиндров, по 0,5 л на один цилиндр). Подробнее об этом семействе двигателей можно прочитать в Программе самообучения VW 248. При этом компактность подобных агрегатов просто потрясает, так как 6-литровый W12 получается даже меньше классического 4,2 литрового V8, который также ставится на многие модели концерна. Для сравнения взгляните на размеры блоков и длины соответствующих коленчатых валов ниже.

Не смотря на то, что конструктивно W-образные двигатели берут своё начало от двигателей VR6, между ними есть очень существенное отличие: если блок двигателя VR6 отлит из чугуна одной цельной деталью, то блок W-образного двигателя состоит из 2 частей. При этом верхняя часть блока, где располагаются цилиндры отлита из материала «Алюсиль» (заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава AlSi17CuMg), а нижняя часть, которая представляет из себя опорную траверсу коленчатого вала, выполнена из сплава алюминия с чугунными крышками постелей коленчатого вала. Тем не менее ряд деталей двигателей VR и W являются идентичными, это:

  • Клапана, клапанные пружины и кольца сёдел клапанов;
  • Роликовые коромысла;
  • Детали компенсаторов зазора клапанов.

Первым двигателем новой конструкции с W-образным расположением цилиндров стал двигатель W8. Этот агрегат разместился под капотом единственного в истории 8-цилиндрового Volkswagen Passat W8 (B5.5) и выпускался с 09.2001 по 09.2004 в двух типах кузовов: седан и универсал. Всего было произведено около 11 000 таких автомобилей. Эти автомобили позиционировались как самые премиальные Фольксвагены до появления VW Phaeton, который уже не использовал двигатель W8, вместо него предлагался либо классический V8, либо аналогичный по конструкции, но больший по объёму 6.0 W12.

4-литровый W8 выдавал 275 л.с. при 6000 об/мин и 370 Нм момента при 2750 об/мин. Мотор оснащался необычной системой вторичного наддува воздуха, которая работала благодаря дополнительным каналам в головках блока. Это система позволяла увеличить скорость наполнения цилиндров благодаря разности давления выхлопных газов во выпускном коллекторе и на выпускных клапанах. Этот двигатель был одним из самых дорогих в производстве двигателей VAG для легковых автомобилей. Но, к сожалению, он устанавливался всего на один автомобиль, и так как следующий VW Passat B6 имел платформу PQ46 с поперечным расположением двигателя, то ему в качестве топового агрегата отвели 3.6-литровый VR6.

В том же 2001 году, когда концерн VAG запустил в производство Passat W8, на Токийском Мотор-шоу компания показала прототип Volkswagen Nardo W12 Coupe — среднемоторный заднеприводный суперкар с двигателем 6.0 W12 (600 л.с; 447 кВт), который за неделю до показа установил новый суточный рекорд средней скорости на кольце Нардо. За 24 часа VW W2 Coupe преодолел 7 085,7 км со средней скоростью 295,24 км/ч, что 12 км/ч быстрее предыдущего рекорда. Производство этого суперкара изначально планировалось, но в конечном итоге было отменено.

Переработанный под серийное производство 12-цилиндровый W-образный двигатель мощностью 450 л.с. оказался под капотом больших представительских седанов концерна. Но в отличии от традиционного V12 компактная конструкция W-образного мотора позволяла установить ещё и полноприводную трансмиссию.

Модификации двигателей W8 / W12 на автомобилях концерна VAG:

Модификации двигателей W8 объёмом 4.0 литра

BDN, BDP — W8 4.0 32v (275 л.с.) — Volkswagen Passat (B5.5) (09.2001 — 09.2004)

Модификации двигателей W12 объёмом 6.0 литра

AZC — W12 6.0 48v (420 л.с.) — Audi A8L Quattro (D2,4D) (2001 — 2003)
BHT, BTE, BSB — W12 6.0 48v (450 л.с.) — Audi A8 Quattro (D3,4E) (2004 — 2007), Audi A8L Quattro (D3,4E) (2003 — 2010)
BAN — W12 6.0 48v (420 л.с.) — VW Phaeton (3D) (2002 — 2004)
BRN, BTT — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Phaeton (3D) (2004 — 2011)
BJN — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Touareg (7L6) (12.2004 — 11.2006), VW Touareg (7LA) (11.2006 — 05.2008)
CFRA — W12 6.0 48v (450 л.с.) — VW Touareg (7LA) (05.2008 — 05.2010)

Модификации двигателей W12 объёмом 6.3 литра

CEJA — W12 6.3 48v (500 л.с.) — Audi A8L Quattro (D4,4H) (2010 — 2013)
CTNA — W12 6.3 48v (500 л.с.) — Audi A8L Quattro рестайлинг (D4,4H) (2014 — 2018)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector