Кількість і розташування циліндрів

На всьому протязі історії автомобілебудування інженери переслідували одну головну мету – отримати від двигуна максимальну віддачу.

Завдання не обмежується цими умовами. Перед конструкторами, як і раніше, стоїть завдання помістити двигун заданої потужності мінімальний обсяг підкапотного простору. Намагаючись вирішити її, розробники експериментують, в числі іншого, з кількістю циліндрів. В різний час в серійних автомобілях застосовувалися як мініатюрні одноциліндрові двигуни, таки величезні агрегати з 16 циліндрами.

Одноциліндровий двигун внутрішнього згоряння

Одноциліндровий двигун - найпростіша конструкція з єдиним робочим циліндром. Одноциліндровий двигун повністю не збалансований, тому його хід не рівномірний. У двигунів цього типу найменше відношення площі поверхні циліндра до робочого об'єму. Це важливий параметр, так як втрати тепла під час роботи двигуна мінімальні, а отже, ККД у одноциліндрового двигуна найвищий.

Популярні терміни "long block" і "short block" не мають ніякого відношення до кількості циліндрів і довжині блоку, так як мова йде про висоті. Long block - мотор в зборі без навісного обладнання

Недолік конструкції - у великій напрузі деталей кривошипно-шатунного механізму в порівнянні з многоцилиндровыми двигунами. Вони працюють за двотактний цикл, в якому робочі ходи відбуваються вдвічі частіше. На ділі це означає, що двигун працює на дуже високих оборотах, і деталі відчувають колосальні навантаження. Крім того, можливості по збільшенню обсягу єдиного поршня обмежені порогом виникнення детонації, а отже, підвищувати обсяг можна лише до певної межі. З-за цього їх якості застосування одноциліндрових двигунів у важких чотириколісних транспортних засобах недоцільно. Найчастіше їх використовують в якості силової установки легких мотоциклів або мопедів. З чотириколісних засобів пересування такі двигуни ставилися лише на мотоколяски для інвалідів.

Двоциліндровий двигун рядний

У цій конфігурації два циліндри розташовані в ряд і обертають загальний колінчастий вал.

Так само, як і одноциліндровий, рядний двоциліндровий двигун не збалансований і не забезпечує плавності ходу (при роботі за чотирьохтактному циклу). Чотиритактні двоциліндрові двигуни неодноразово встановлювалися в надкомпактні автомобілі зразок Daihatsu Mira. Для вирішення питання з вібрацією в конструкції двигуна застосовуються балансувальні вали.

Двотактні двоциліндрові двигуни знайшли дуже широке застосування, так як працюють без вібрації. Їх дуже часто можна бачити в конструкції мотоциклів. У минулому, коли про економію палива конструкторам замислюватися всерйоз не доводилося, нерідко можна було бачити двоциліндрові двигуни досить великого обсягу.

Трициліндровий двигун рядний

У цій конфігурації три циліндри розташовані в ряд, поршні обертають один загальний колінчастий вал.

Трициліндровий двигун не збалансований як в чотиритактному, так і в двотактному варіанті. Його відносна поширеність пояснюється простотою у виробництві. В чотиритактному варіанті двигун працює не плавно, тому потрібно застосування балансування валу. Використовується на автомобілях з невеликим робочим об'ємом, таких як Opel Corsa або Pajero Mini, нерідко в поєднанні з турбіною для збільшення потужності. балансувальний (заспокійливий) вал, який обертається зі швидкістю коленвала, але у зворотний бік і компенсує момент 1-го порядку.

Рядний чотирициліндровий двигун

Найпоширеніша в наш час конфігурація двигуна з рядним розташуванням чотирьох циліндрів. Площина розташування циліндрів може бути строго вертикальної або знаходитися під кутом, як у деяких двигунів Volkswagen.

Чотиритактні двигуни L4 не збалансовані, але, так само як і трициліндрові, прості у виробництві. Сучасні рядні чотирициліндрові двигуни рідко мають робочий об'єм понад 2,3 – 2,4 літра. Обмеження пов'язане з зростанням рівня вібрацій, тому на сучасних двигунах великого обсягу часто використовуються заспокійливі вали. Застосовується на величезній кількості автомобілів різних марок і моделей.

Рядний п'ятициліндровий двигун

У цій конфігурації двигуна внутрішнього згоряння в ряд розташовані п'ять циліндрів, поршні обертають один загальний колінчастий вал. Двигун цієї конструкції не збалансований, але при певному порядку спрацьовування циліндрів (1-2-4-5-3) проблема вібрації не виникає.

В цілях економії виробники нерідко не розробляють новий блок, зменшуючи кількість циліндрів. Саме тому іноді більш потужний двигун без переробок встає на місце малопотужного

Рядні пятицилиндровые двигуни нерідко зустрічаються в деяких моделя Audi і Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi і деяких інших. Вперше в історії легкових автомобілів п'ятициліндровий двигун з'явився на Audi 100 початку 1980-х.

Рядний шестициліндровий двигун

У рядном шестициліндровий двигун поршні також обертають загальний коленвал. З точки зору теорії, чотиритактний шестициліндровий двигун повністю збалансований, так як сили інерції різних циліндрів компенсують один одного. До того ж, на відміну від рядного чотирициліндрового двигуна, сили інерції 2-го порядку також взаємно компенсуються. У підсумку рядні шестициліндрові двигуни прості конструктивно і забезпечують високу плавність ходу. Знову ж таки, згідно теорії, взаємна компенсація всіх сил ріднить його зі схемою V12, яка являє собою два розташованих під кутом один до одного шестициліндрового двигуна з єдиним коленвалом.

V-подібний шестициліндровий двигун

У цьому двигуні застосована схема з двома рядами циліндрів, по три в ряд, і загальним коленвалом. Циліндри розташовані під кутом один до одного, чим і зумовлена поява в назві літери V.

По популярності конфігурація поступається лише рядному чотирициліндровому двигуну.

Вперше з'явився на італійській моделі Lancia Aurelia в 1950 році, проте за рахунок компактності швидко завоював популярність, особливо в період масового переходу на поперечне розташування двигуна.

V6 не збалансований, але заспокійливі вали не застосовуються - проблема вібрації вирішується противагами на колінчастому валі.

Рядний восьмициліндровий двигун

У цій конфігурації в один ряд розташовані вісім циліндрів. Поршні, як і в інших рядних двигунах, обертають один колінчастий вал.

При певній налаштуванні восьмициліндровий двигун повністю збалансований. Порівняно з рядним шестициліндровим, він робить більше робочих циклів за фіксований відрізок часу, тому під навантаженням показують більш плавний хід.

V-образний восьмициліндровий двигун

Вісім циліндрів у цій конфігурації розташовані двома рядами по чотири в ряд. Поршні обертають загальний колінчастий вал. V8 – зручна конфігурація для створення компактного двигуна великого об'єму. Максимальний робочий об'єм сучасного (дрібно) серійного двигуна V8 13 літрів (суперкар Weineck Cobra 780 cui). З 2006 року в застосування V8 об'ємом 2,4 літра закріплено в технічному регламенті Формули 1.

Циліндровий рядний двигун

Двигун з рядним розташуванням десяти циліндрів. Поршні обертають загальний колінчастий вал. Циліндровий агрегат повністю збалансований, і робить ще більше робочих циклів і в одиницю часу, ніж l8, що забезпечує ще більш виражену плавність ходу.

V-подібний дванадцятициліндровий двигун

У цій конфігурації два ряди по шість циліндрів розташовані під кутом один до одного. Поршні обертають загальний колінчастий вал.

X-подібний дванадцятициліндровий двигун

У цій конфігурації дванадцять циліндрів розташовані в три ряди по чотири циліндра в ряду. Поршні обертають загальний колінчастий вал.

W-подібний дванадцятициліндровий двигун

В W-образному двигуні три ряди циліндрів розташовані рядами по чотири, під кутом один до одного. Поршні також обертають один загальний колінчастий вал.

Шестнадцатицилиндровые двигуни

В даний час в серійних автомобілях ці двигуни не застосовуються.У 1930 під брендом Cadillac була випущена модель V16 з шестнадцатицилиндровым двигуном об'ємом 7,3 літра потужністю 185 л. с. V16 виявився єдиним серійним легковим автомобілем з двигуном V16.

Найбільший і потужний дизельний двигун у світі досягає 13.5 метрів висоти і 26.59 метрів довжини. У нього всього 14 циліндрів

Значно пізніше, у 1987 році, двигун V16 на автомобіль сьомої серії Е32 в якості експерименту встановила компанія BMW. Робочий об'єм двигуна становив 6,76, а потужність-408 к. с. Щоб розмістити двигун під капотом, довелося перенести радіатори системи охолодження в багажник.

Під капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse встановлений двигун W16 потужністю 1200 к.с. при 6400 об/хв Крутний момент силової установки з 4-х блоків по 4 циліндра в кожному дорівнює 1500 Н·м в межі 3000-5000 об/хв.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read