Разное

Компоновки двигателей – Передняя среднемоторная, заднеприводная компоновка — это… Что такое Передняя среднемоторная, заднеприводная компоновка?

V6, W12 и рядная «четверка» — разбираемся в компоновках двигателей

Читая описания двигателей автомобилей, каждый из нас сталкивался с такими терминами, как «четырехцилиндровый», «V8» или «рядная шестерка». Но всегда ли мы четко представляем себе, что скрывается за этими понятиями? Предлагаем вам небольшой «путеводитель» по терминологии, связанный с компоновкой моторов наших «железных коней».

Для начала вспомним, как работает «сердце» автомобиля. В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндры, в которых происходит чрезвычайно важный процесс — сгорание смеси топлива и воздуха. Энергия сгорания топливно-воздушной смеси и является той силой, которая приводит в движение автомобиль — вытесненные из цилиндров поршни толкают коленчатый вал, который в свою очередь, приводит в движение колеса автомобиля.

Мощность двигателя зависит, в основном, от двух факторов — размера цилиндров, а также их количества. При прочих равных условиях более мощным будет тот двигатель, в котором цилиндров больше, а сами они крупнее.

Если вы встретите в описании двигателя обозначение V6, это значит, что у данного мотора 6 цилиндров. Но что же такое «V»? Тут мы подходим непосредственно к вопросу о расположении цилиндров в двигателе. Рассмотрим основные компоновки двигателей. 

Рядный двигатель(англ. inline engine, straight engine)

В английском языке также имеет обозначение I (сокр. от inline), например, I4 – это рядный двигатель с четырьмя цилиндрами или «рядная четверка». Также иногда рядный двигатель обозначают литерой R (R6 – рядный шестицилиндровый). Все цилиндры такого двигателя расположены в одну линию, «лицом» вверх, как правило, в поперечном направлении, и приводят один общий коленвал. Такая конфигурация считается «классической» — ведь самый первый в истории автомобильный двигатель, состоявший всего из двух цилиндров, был рядным. Рядными моторами оснащают большинство автомобилей. Случается, что цилиндры в рядном двигателе располагаются не в поперечном, а в продольном направлении. В английском языке продольное расположение рядного двигателя называется «straight» в отличие от поперечного — «inline». Продольная компоновка часто встречается у автомобилей класса «премиум», например, у BMW. 

Конструкция рядных двигателей проста и надежна, их удобно ремонтировать. Для чего же тогда понадобились другие компоновки? Все дело в том, что рядные моторы занимают под капотом слишком много места. Разместить при такой конфигурации большое количество цилиндров проблематично, да и коленчатый вал при большой длине рядного двигателя испытывает чрезмерные торсионные нагрузки. Именно поэтому рядные двигатели имеют не более шести цилиндров. 

V-образный двигатель (англ. V engine, Vee engine)

Цилиндры такого двигателя поделены на два блока, расположенных под углом 60-90 градусов по отношению друг к другу. Иными словами, цилиндры V-образного мотора образуют латинскую букву «V», в основании которой находится общий коленвал. 

V-образная конфигурация цилиндров двигателя позволяет разместить в том же объеме пространства большее количество цилиндров в сравнении с рядными двигателями. В основном, она присуща дорогим и спортивным автомобилям. 

Оппозитный или боксерский двигатель (англ. flat engine, boxer engine)

Как и в случае с V-образным двигателем, цилиндры оппозитного мотора разделены на два ряда, но угол их развала составляет 180 градусов. Получается, что каждый из рядов как бы лежит на боку и «смотрит» в противоположную от другого сторону. Движение поршней напоминает удары боксеров, стоящих спиной друг к другу (отсюда и второе название двигателя). Такая компоновка мотора обеспечивает низкий центр тяжести, что, как правило, улучшает управляемость автомобиля. Однако, «боксеры» имеют более сложное, чем у рядных агрегатов, устройство и занимают больше места в ширину. Сегодня оппозитные двигатели устанавливают на свои модели лишь два производителя — Porsche и Subaru. Боксерские моторы имеют обозначение B (от англ. boxer) – например, B6. 

 

VR-образныеи W-образные двигатели(англ. VR engine, W engine)

Двигатель типа VR (V-образный рядный) был разработан концерном Volkswagen. Он работает по тому же принципу, что и V-образный двигатель, однако угол, образуемый между рядами цилиндров, настолько мал (10-15 градусов против 60-90 градусов у V-образных моторов), что все цилиндры помещаются в одном блоке. При этом цилиндры двух рядов, как правило, располагаются в шахматном порядке относительно друг друга. По сути VR – это нечто среднее между рядным и V-образным двигателем. Что же касается W-образного двигателя, то он попросту состоит из двух VR-моторов, соединенных под углом у оснований. Коленвал у такого двигателя также один. 

Двигатели VR сегодня используются редко, а W-конфигурациявстречается, например, у флагманского люксового седана Bentley Mulsanne.

Теперь, когда мы разобрались с основными компоновками двигателей, остановимся поподробнее на том, какое количество цилиндров может иметь мотор легкового автомобиля. 

На заре автомобилестроения двигатели автомобилей могли оснащать всего одним цилиндром, но сейчас такая компоновка больше не встречается. 

Двухцилиндровые агрегаты тоже встречаются крайне редко. В недавнем прошлом двухцилиндровым двигателем комплектовалась российская «Ока», а сегодня единственным легковым автомобилем, который оснащают двухцилиндровым двигателем, является ситикар Fiat 500. Кстати, благодаря технологии турбонаддува, «фиатовский» мотор с двумя цилиндрами развивает весьма приличные 85 л.с. 

Трехцилиндровыми двигателями комплектуют, в основном, компактные городские автомобили, например, Smart ForTwo или «тройняшек» Citroen C1, Peugeot 107 и Toyota Aygo. Турбированные моторы с тремя цилиндрами встречаются и у более крупных авто — таких как Mini Cooper, Ford Focus и Peugeot 308. 

Четырехцилиндровыми двигателями оснащают большинство автомобилей, ведь рядная «четверка» — это самый распространенный автомобильный двигатель в мире. Моторы с четырьмя цилиндрами почти всегда бывают рядными. Исключение — оппозитные «четверки», устанавливающиеся на модели Subaru и Porsche. Ранее применялись и двигатели V4 – их устанавливали на некоторые модели Ford, Saab, а также на наш «Запорожец».

Моторы с пятью цилиндрами появились сравнительно недавно — в середине 1970-х годов. Большой популярности они не приобрели — из-за нечетного количества цилиндров такие двигатели имеют проблемы с балансировкой и излишне вибрируют. 

Среди немногочисленных автомобилей, которые сегодня оснащают пятицилиндровыми агрегатами — Audi RS3, Audi RS Q3 и пара моделей Volvo. 

Шестицилиндровые двигатели часто используются в премиальных моделях — как в рядной, так и в V-конфигурации. Звук таких моторов отличается более высокой, «спортивной» тональностью. В некоторых суперкарах, таких как Ford GT, шестицилиндровый мотор оснащают большими турбинами, чтобы обеспечить мощность, которой раньше можно было ожидать только от двигателей с восемью или более цилиндрами. 

Двигатели с восемью и более цилиндрами не бывают рядными — ведь расположить такое количество цилиндров в одну линию весьма проблематично. Такими агрегатами, как V8, V10 и V12 комплектуют суперкары и седаны класса «люкс». Некоторые топовые модели концерна Volkswagen оснащаются двигателями W12, а гиперкар Bugatti Veyron наделили мотором W16. 

Конечно, число и расположение цилиндров — это далеко не единственные параметры двигателей внутреннего сгорания, однако знание этих базовых понятий необходимо для понимания принципов работы автомобиля и осознания собственных предпочтений при выборе машины. Надеемся, что данная статья поможет вам лучше ориентироваться в мире «железных коней».

autoportal.pro

Классификация двигателей и их систем. Компоновка силовой установки машины

Двигатели могут быть классифицированы по различным признакам.

По назначению их подразделяют на стационарные и транспортные. К стационарным относятся двигатели генераторных, компрессорных, буровых и других установок. Они, как правило, работают в постоянном нагрузочном и скоростном режимах. К транспортным относятся двигатели автомобилей, тракторов, тепловозов, судов и других ТС.

По роду основного топлива для традиционных двигателей выделяют те, которые работают на тяжелом (дизельном) и легком (бензин, керосин) топливе, газовые, многотопливные и другие двигатели. Перспективным видом топлива для ТС в настоящее время считается водород.

По способу преобразования тепловой энергии в механическую различают двигатели внутреннего сгорания, у которых сгорание тогшивовоздушной смеси происходит внутри рабочего тела, и внешнего сгорания, у которых этот процесс осуществляется вне рабочего тела, и теплота передается через стенку.

По способу смесеобразования выделяют двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые карбюраторные и с впрыском топлива во впускной коллектор) и внутренним смесеобразованием (все дизели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания).

По способу воспламенения рабочей жидкости различают двигатели с самовоспламенением и искровым зажиганием.

По способу осуществления рабочего цикла двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.

По способу регулирования мощности различают двигатели с количественным (изменяется количество смеси, поступающей в цилиндр), качественным (изменяется соотношение количества воздуха и топлива в смеси) и смешанным регулированием.

По конструкции традиционные двигатели подразделяют на поршневые, роторные, газотурбинные и другие, менее известные. На наземных ТС наиболее широкое распространение получили поршневые двигатели:

  • рядные
  • V-образные
  • а также опозитные с углом развала между поршнями, равным 180°

Различают двигатели без наддува и с наддувом, который может быть динамическим, с турбокомпрессором и приводным компрессором (нагнетателем), а также комбинированным.

В настоящее время на ТС применяют в основном дизели и бензиновые поршневые четырехтактные ДВС. Их отличают автономность, относительная экономичность и высокая удельная мощность. К недостаткам поршневых ДВС можно отнести неоптимальную скоростную, характеристику (изменение мощности и вращающего момента на коленчатом валу в зависимости от частоты его вращения), токсичность отработавших газов, трудность пуска при низких температурах, высокий уровень вибрации и шума.

На колесные и гусеничные тягачи, грузовые автомобили и другие ТС средней и большой грузоподъемности чаще всего устанавливают быстроходные рядные и V-образные дизели, поскольку они экономичнее по сравнению с бензиновыми двигателями, а используемое в них топливо более дешевое и менее пожароопасное. Кроме того, достоинством дизелей является возможность значительного увеличения их мощности за счет применения наддува. Вместе с тем следует отметить, что удельная мощность дизелей меньше, чем у бензиновых двигателей, их топливная аппаратура более сложная и дорогостоящая, а пусковые качества ниже.

Большинство легковых, а также некоторые грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности имеют бензиновые двигатели, которые по сравнению с дизелями обладают облегченным пуском при низких температурах, большей компактностью, как правило, повышенной приемистостью и меньшей шумностью. Ранее применялись лишь карбюраторные бензиновые двигатели. В настоящее время наиболее широкое распространение получили двигатели с форсуночным (инжекторным) впрыском бензина.

Для некоторых тяжелых ТС перспективны газотурбинные двигатели. Их преимуществами являются высокая удельная мощность, многотопливность, малая токсичность отработавших газов, возможность выхода на режим максимальной мощности двигателя сразу после пуска, низкий расход смазочного масла, хорошие пусковые качества при низких температурах, автоматическое изменение вращающего момента на валу в довольно широких пределах, малая продолжительность обслуживания, более плавная работа, пониженный уровень вибрации и меньшая эксплуатационная стоимость. К основным недостаткам газотурбинного двигателя, которые ограничивают его использование, следует отнести относительно высокий расход топлива (особенно при малых нагрузках и на холостом ходу), значительный расход воздуха, невысокие динамические (разгонные) характеристики и низкую надежность, связанную с проблемой обеспечения прочности турбинного колеса, которое работает в очень тяжелых температурных условиях.

Агрегаты СУ, обслуживающие двигатель, входят в определенные системы. Различают системы питания топливом, питания воздухом, охлаждения, подогрева двигателя, пуска двигателя, выпуска отработавших газов и смазочную систему. Для бензиновых двигателей с внешним смесеобразованием обычно не разделяют системы питания топливом и воздухом, а говорят просто о системе питания.

Взаимное расположение двигателя и агрегатов его вспомогательных систем в силовом отделении ТС отличается многообразием. Наиболее существенное влияние на компоновку СУ оказывают расположение двигателя в машине, его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения, размещение ее агрегатов, топливных и масляных баков.

Все виды компоновочных решений СУ подчиняются общим требованиям, основными из которых являются изоляция СУ от других отделений ТС, рациональное использование объема машины, обеспечение эффективной и надежной работы двигателя и обслуживающих его систем, удобство доступа к агрегатам СУ при обслуживании и ремонте, удобство установки и снятия двигателя и агрегатов его систем.

По взаимному расположению двигателя, кабины (салона, отделения управления) и грузовой платформы (кузова, десантного отделения) различают шесть схем компоновки СУ с двигателем, расположенным:

  1. перед кабиной
  2. под кабиной
  3. в кабине
  4. между кабиной и грузовым отделением
  5. в средней части машины, под грузовой платформой
  6. в задней части машины

На колесных машинах общетранспортного назначения чаще всего применяются первая и вторая схемы, реже — третья. Компоновка СУ с расположением двигателя за кабиной (четвертая схема) используется в основном на тяжелых колесных тягачах, гусеничных тягачах малой и средней грузоподъемности. Пятая схема компоновки (двигатель находится в средней части машины) характерна для специальных ТС, назначение которых не позволяет устанавливать двигатель в другом месте. Двигатель, размещенный в задней части ТС, имеют многие гусеничные машины, автобусы и некоторые колесные машины специального назначения.

Двигатель может устанавливаться как вдоль, так и поперек продольной оси ТС. При продольном расположении двигателя его связь с агрегатами трансмиссии, как правило, наиболее проста (в наибольшей мере это относится к полноприводным многоосным колесным машинам). Однако в этом случае силовое отделение часто имеет большую длину, а в трансмиссии обязательно при-меняются конические зубчатые колеса. При поперечном расположении двигателя значительно сокращается длина силового отделения, но в ряде случаев усложняется связь двигателя с трансмиссией.

В моторном отделении машины двигатель может располагаться вертикально (чаще всего), наклонно или горизонтально. Последний вариант осуществляется тогда, когда небольшая высота моторного отделения имеет решающее значение по компоновочным соображениям.

Все агрегаты систем СУ должны располагаться как можно ближе к двигателю с целью наиболее рационального использования объема силового отделения и сокращения длины соединительных трубопроводов. В случае применения коротких трубопроводов уменьшается вибрация, вызывающая поломки и нарушение герметичности соединений, и снижается гидравлическое сопротивление, что в конечном счете повышает надежность и КПД двигателя и его систем.

Агрегаты СУ, требующие в процессе эксплуатации ТС периодического обслуживания (топливные и масляные фильтры, воздухоочистители, насосы, краны и др.), следует размещать в доступных местах. Эта задача часто весьма сложна, особенно при плотной компоновке моторного отделения. В связи с этим стремятся создавать такие конструкции агрегатов, которые не требуют периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя.

Топливные баки размещают на свободных местах после определения положения двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов.

Воздухоочистители необходимо располагать в верхней части моторного отделения, где запыленность воздуха минимальна, и как можно ближе к двигателю, что уменьшит сопротивление впускного трубопровода.

Особенности размещения в силовом отделении жидкостных и масляных радиаторов или теплообменников определяются типами системы охлаждения и вентилятора.

Основными оценочными параметрами СУ в целом являются масса и габаритные размеры двигателя, а также всех обслуживающих его агрегатов и систем.

У современных колесных и гусеничных ТС доля массы СУ в общей массе машины довольно велика (до 20… 30 %). Наиболее тяжелый агрегат — двигатель, однако суммарная масса вспомогательных агрегатов (топливные баки с горючим, радиаторы, воздухоочистители, топливные и масляные фильтры, пусковые устройства и др.) также значительна.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Какие бывают компоновки двигателей? — BMW в России

Главная » Какие бывают компоновки двигателей?

Сравнивая современные автомобильные моторы, как правило, в первую очередь, обращают внимание на два основных параметра – число и расположение цилиндров. Но если первый понятен даже новичку, то второй показатель требует более детального объяснения.

Сравнивая современные автомобильные моторы, как правило, в первую очередь, обращают внимание на два основных параметра – число и расположение цилиндров. Но если первый понятен даже новичку, то второй показатель требует более детального объяснения. Ведь сегодня известно множество конфигураций двигателя: R, V, W, VR… И у каждой есть свои особенности.

В ряд: литерой “R” принято обозначать двигатели с рядным расположением цилиндров, то есть, размещенным друг за другом в одной плоскости. Такие моторы – самые простые и легкие в изготовлении, поэтому именно по рядной схеме долгое время строились автомобильные силовые агрегаты. Стремясь увеличить мощность своих моделей, многие автопроизводители начала прошлого века просто «добавляли» к уже имеющемуся двигателю дополнительные цилиндры. В результате подчас получались поистине гигантские конструкции. Например, фирма Voisin в 1930-е годы построила опытный образец 12-цилиндрового рядного мотора!

 

   Но времена таких проектов быстро прошли. Инженеры стали экономить пространство кузова, ведь чем длиннее силовой агрегат, тем меньше места остается на пассажирский салон. Кроме того, многоцилиндровые двигатели имеют ограниченный запас по форсировке. В частности, у них есть проблемы с жесткостью и прочностью коленчатых валов, решить которые можно лишь применением дорогих материалов и технологий. А с распространением переднеприводных моделей с поперечным расположением мотора проблема размещения громоздких агрегатов под капотом стала еще более актуальной. Поэтому сегодня большинство рядных моторов имеет всего четыре цилиндра. Впрочем, бывают и исключения. Некоторые автопроизводители (например, BMW, Volvo, Chevrolet) устанавливают на свои модели шестицилиндровые двигатели. Причем «Volvo» размещает их поперечно! Для этого шведам даже пришлось разработать сверхкомпактную коробку передач. Но, по мнению создателей, игра стоила свеч. Все дело в том, что рядные агрегаты с четным числом цилиндров очень неплохо сбалансированы, а “шестерки” вообще порождают минимум вибраций и шума.

    Кстати, именно поэтому трех- и пятицилиндровые моторы не снискали особой популярности. Поскольку для придания им требуемой плавности конструкторам приходится идти на различные ухищрения. Например, использовать специальные балансирные валы, дополнительно усложняя двигатель.

      Тем не менее, несмотря на все недостатки, рядные моторы остаются самыми распространенными в категории “до 2,5 л рабочего объема” и повсеместно применяются на самых разных автомобилях: от малолитражек до кроссоверов.
 
Два в одном: цилиндры в V-образных моторах располагаются в два ряда, напоминая латинскую букву «V». По сути, это два рядных двигателя с общим коленвалом. Угол между ними называют «углом развала». Как правило, он составляет 60° или 90°.

   По сравнению с рядными агрегатами при одинаковом количестве цилиндров “V-образники” заметно компактнее: они практически в два раза короче, ниже, но при этом немного шире. Поэтому современные многоцилиндровые моторы обычно построены именно по такой компоновке.

   Но есть у этих двигателей и существенные недостатки. Прежде всего –сложная конструкция. Ведь два ряда цилиндров приводят к удвоению головок блока, распредвалов, ремней или цепей, коллекторов и других деталей… Кроме того, V-образные моторы от природы плохо уравновешены. Особенно повышенной вибронагруженностью грешат популярные V6, поскольку каждая их половинка – трясучая «трешка». В результате для повышения комфорта машин с такими двигателями инженерам приходится применять уже упомянутые балансирные валы, специальные опоры и т.д. Кстати, порой даже эти меры не приносят желаемого результата. К примеру, двигатели с конфигурацией V4, известные по прежним моделям Ford и Saab, вообще канули в Лету по причине чрезмерных вибраций и шумов.

Со смещением: рядно-смещенная компоновка, которая обозначается буквами «VR», зародилась в 20-е годы прошлого века. Именно тогда компания Lancia наладила выпуск семейства V-образных моторов с очень маленьким углом развала цилиндров (всего 10-20°).

   Как видно из названия, такие двигатели сочетают в себе преимущества двух схем. От рядных они унаследовали простую конструкцию, от V-образных – компактность. Тем не менее, впоследствии подобные агрегаты не нашли распространения. Главным образом из-за чрезмерной вибронагруженности.

Лишь в конце 90-х годов Volkswagen возродил рядно-смещенную схему, поскольку в то время немецкому концерну был необходим мощный шестицилиндровый мотор для установки на компактные модели Audi, Seat и Volkswagen. Традиционный V6 оказался для них излишне широким. Кстати, новые двигатели получили обозначение VR, и с тех пор это название стало официальным для рядно-смещенных агрегатов.

Оппозиты:
такие двигатели еще принято называть – Boxer, это разновидность V-образных моторов с углом развала цилиндров 180°. Они расположены напротив друг друга, а поршни двигаются параллельно земле.

   Такие агрегаты обладают всеми преимуществами традиционных V-образников, но при этом плоский двигатель лучше уравновешен и позволяет понизить центр тяжести машины, тем самым, улучшив ее устойчивость и управляемость.

   Но при этом Boxer очень сложен в изготовлении, а особенно – в обслуживании. Он занимает практически все пространство моторного отсека, поэтому иногда для замены свечей приходится даже частично разбирать двигатель и снимать его с креплений.

   В результате, сегодня “оппозиты” применяют только две компании: Porsche и Subaru, хотя первые образцы таких моторов появились практически одновременно с рождением автомобиля. Причем если раньше встречались даже 12-цилиндровые плоские двигатели, (а «Porsche» вообще экспериментировала с 16-цилиндровыми вариантами) то в наше время число цилиндров в таких агрегатах не превышает шести.

W-образные: такие агрегаты ранее встречались лишь в авиации. Но концерн Volkswagen принял эту компоновку и для автомобильных моторов, соединив общим коленвалом два рядно-смещенных двигателя.

    Тем самым, немцам удалось придать многоцилиндровым моторам очень скромные размеры, что дало инженерам больше возможностей для изменения развесовки и компоновки машин. Да и по сложности конструкции и стоимости с W-образными двигателями пока не может соперничать ни один силовой агрегат. Поэтому сегодня они применяются лишь на самых престижных моделях концерна вроде Bentley Continental GT или эксклюзивного суперкара Bugatti Veyron.

источник   rus-auto.net

bmwgtn.ru

Типы и параметры ДВС

Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают множеством показателей – мощность, крутящий момент, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных параметров.

Содержание статьи

Типы двигателей

Двигатель — устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:

  • впуск воздуха или его смеси с топливом;
  • сжатие рабочей смеси,
  • рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
  • выпуск отработавших газов.

Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели — бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:

  • в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
  • в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
  • двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.

Дизели — двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — “тяговиты на низах”).

Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:

  • большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
  • большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
  • меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты — медленнее набирают обороты.

Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) — в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью — быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых (тяговая аккумуляторная батарея, в отличие от стартерной, рассчитана на разряд большими токами (50-100 А) в течение 30-60 минут) аккумуляторных батарей. Работа этой установки происходит в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля. При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель. Все это позволяет, сохраняя (или даже улучшая) динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.

Компоновка поршневых двигателей

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигательРядный двигательV-образный двигательV-образный двигатель

Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

Оппозитный двигательОппозитный двигательVR-двигательVR-двигатель

Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигательW-двигательW-двигательW-двигатель

W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

 

Конструктивные параметры двигателей

Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами (рис. 2), практически неизменными в процессе эксплуатации автомобиля.

Конструктивные параметры двигателейКонструктивные параметры двигателей

Объем камеры сгорания — объем полости цилиндра и углубления в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке — крайнем положении на наибольшем удалении от коленвала.

Рабочий объем цилиндра — пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки. Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.

Полный объем цилиндра — равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.

Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число применяемого топлива.

 

Показатели двигателей

Силы, действующие в цилиндреСилы, действующие в цилиндре

Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

Крутящий момент увеличивается с ростом:

  • рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
  • давления горящих газов в цилиндрах , которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется “стуком поршневых пальцев”) или ростом нагрузок в дизелях.

Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

Двигатели большей мощности производители получают увеличением:

  • рабочего объема , что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
  • оборотов коленчатого вала , число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
  • давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.

Характеристики двигателей

Внешние скоростные характеристики

При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.

Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

Пунктирной линией на графике показаны более оптимальные характеристики двигателя.

avtonov.info

Компоновка двигателя — Энциклопедия по машиностроению XXL

В зависимости от условий компоновки двигатель в герметичных электронасосах может размещаться в верхней или нижней части конструкции. Когда двигатель расположен снизу, в нем исключаются застойные зоны, где могут выделяться пар и газ, но возникают неудобства при монтаже и демонтаже. Кроме того, необходимо предусматривать меры для удаления возможного скопления различных взвесей в нижней части двигателя. При размещении двигателя сверху требуется удаление скапливающегося таза в верхней части насоса.  [c.27]
Рассмотрим это положение на примере конструкции автомобиля. Компоновка двигателя и его систем должна обеспечить доступность разборки и демонтажа с машины. При этом важно, чтобы воздушный и масляный фильтры были взаимозаменяемыми, а бензонасос и другие агрегаты можно было использовать на разных моделях машин.  [c.60]

Поэтому в конечном счете распределение теплоперепада между ступенями турбины устанавливается в результате детального газодинамического и прочностного расчета каждой ступени с учетом особенностей схемы и компоновки двигателя в целом.  [c.221]

Схема компоновки двигатель расположен продольно в задней части  [c.291]

Один из основных вариантов компоновки двигателя Стирлинга, в котором полости расширения и сжатия располагаются в отдельных цилиндрах, каждый из которых имеет соответствующий поршень.  [c.453]

Один из основных вариантов компоновки двигателя Стирлинга, в котором возвратно-поступательно движущиеся элементы размещаются в одном цилиндре.  [c.453]

На автомобиле установлен четырехтактный карбюраторный двигатель (рис. 4, 5 и 6). Компоновка двигателя отличается простотой и компактностью.  [c.13]

Из системы уравнений (72) следует, что колебательная система передней части автомобиля совершает сложное движение при получении возбуждающего воздействия q = f u, i) от колес. При этом помимо вертикальных перемещений, вызывающих вертикальные виброускорения, происходят угловые перемещения кабины, следствием которых являются продольные виброускорения. Это явление не свойственно автомобилям с обычной компоновкой двигателя. Продольные перемещения и ускорения зависят как от параметров колебательной системы (жесткости, коэффициента демпфирования, момента инерции), так и от компоновки автомобиля.  [c.227]

Конструктивная компоновка двигателя  [c.7]

Во второй главе приведены данные о компоновке двигателя и рассмотрен один из возможных вариантов продольной и поперечной компоновок двигателя, т. е. вариант установления взаимного расположения его основных деталей и агрегатов, а также определения и увязки их основных размеров.  [c.3]

ОБЩАЯ КОМПОНОВКА ДВИГАТЕЛЯ  [c.62]

Общая компоновка двигателя представляет собой установление взаимного расположения его основных деталей и агрегатов, а также определение и увязку их основных размеров. В процессе компоновки конструктор должен все время учитывать особенности производства и эксплуатации и тенденции развития автомобильных и тракторных двигателей.  [c.62]

Схема продольной компоновки двигателя. Блок-картер. Для двигателя с водяным охлаждением расстояние (мм) между осями цилиндров (рис. 7, а, б)  [c.63]


Полученная длина зеркала цилиндра должна быть такой, чтобы шатун при его крайних отклонениях не задевал за нижний край цилиндра. Это положение проверяется на схеме поперечной компоновки двигателя.  [c.63]

Схема поперечной компоновки двигателя. Эта схема выполняется для определения тех основных размеров деталей, которые не могут быть найдены по схеме продольной компоновки двигателя. Вычерчивание схемы начинается с нанесения осей цилиндра, коленчатого вала и осей деталей механизма газораспределения.  [c.65]

После этого наносятся контуры блок-картера и определяются ширина Вел блока и ширина 5бк блок-картера. На схеме поперечной компоновки двигателя (рис. 9) показано расстояние е между осями цилиндра и коленчатого вала О и расстояния и / между осями коленчатого О и распределительного С валов.  [c.65]

При помощи схемы поперечной компоновки двигателя производится проверка возможности задевания шатуном нижнего края цилиндра. Эту проверку можно производить, устанавливая в различных положениях вырезанный из бумаги чертеж контура шатуна. Если проверка дает неудовлетворительные результаты, то длину Ьц зеркала цилиндра следует уменьшить за счет уменьшения (главным образом) высоты Н поршня. В некоторых случаях задевание шатуна можно устранить при помощи вырезов в нижней части цилиндра.  [c.65]

Естественное уравновешивание производится без дополнительной установки каких-либо устройств и заключается в выборе оптимального заклинивания кривошипов коленчатого вала, а также в выборе кинематических параметров и компоновке двигателей с комбинированными схемами.  [c.173]

Внутри каждого типоразмера может существовать несколько модификаций, отличающихся одна от другой по характеристике и конструкции корпусов, что определяется мощностью, числом цилиндров и компоновкой двигателя, для которого данная модификация предназначена.  [c.233]

ОБЩАЯ КОМПОНОВКА ДВИГАТЕЛЕЙ  [c.9]

Общая компоновка двигателя представляет собой взаимное расположение главнейших агрегатов и деталей, а также характер связи между ними. Под силовой схемой подразумевается связь между теми деталями двигателя, которые воспринимают на себя давление газов и силы инерции деталей кривошипношатунного механизма.  [c.9]

Общая компоновка двигателей  [c.13]

Большое влияние на общую компоновку двигателя оказывает расположение клапанов.  [c.25]

Наиболее распространенной компоновкой двигателей для легковых автомашин является компоновка с Г-образными камерами, хотя в последние годы несколько увеличился интерес к верхним клапанам.  [c.33]

При изучении компоновки двигателей (глава I) рассмотрены общие компоновки передач к клапанам. В настоящей главе рассматриваются отдельные детали этих передач.  [c.86]

Конструктор свободен в выборе расположения самого распределительного валика, что имеет иногда серьезное значение в общей компоновке двигателей.  [c.90]

Хотя двигатели с верхними клапанами и позволяют применять несколько большую степень сжатия и получать несколько большую экономичность, но эта разница по сравнению с двигателями, имеющими боковые клапаны, настолько незначительна, что не окупает дороговизну компоновки двигателей с верхними клапанами.  [c.138]

В завершающей стадии отработки двигателя, когда получены все основные характеристики, определяюидае технический уровень, проверена длительными испытаниями надежность двигателя на установленный ресурс и таким образом определена окончательная компоновка двигателя, проводится обширная программа специальных испытаний (более 50 различных видов). К составлению, рассмотрению и утверждению методик таких испытаний привлекаются отраслевые институты и эксплуатирующие организации. На выполнение этих испытаний затрачивается несколько тысяч газочасов.  [c.56]

Применение специальной компоновки двигателей на самолете также позволяет несколько снизить уровень шума. В качестве примера можно привести схему установки ДТРД М.45-Н на пассажирском самолете VFW.614 (рис. 37), способствующую снижению уровня шума при взлете и посадке. При такой компоновке двигателя вследствие экранирующего эффекта крыла несколько сни-  [c.65]

Фирма Дженерал электрик отвечает за газогенераторную часть, систему управления и компоновку двигателя в целом, фирма SNE MA отвечает за вентилятор, компрессор низкого давления, турбину вентилятора, реверсивное устройство и большую часть вспомогательных элементов. Кроме того, каждая из фирм ответственна за материально-техническое обеспечение выпускаемых ею узлов перед объединенной фирмой FM Интернэшнл .  [c.170]

Выходное устройство ТРД помимо сопла, которое может иметь и более сложную конфигурацию (например, типа сопла Лаваля, рис. 5,14), включает обычно удлинительную трубу, размеры которой определяются компоновкой двигателя на самолете. В конструкциях выходны  [c.264]

Порядок выполнения эскизного проекта может отличаться от приведенного выше. Иногда компоновка двигателя начинается с выполне-  [c.37]


mash-xxl.info

Схемы автомобильных двигателей

Рядные..

ДВИГАТЕЛИ, у которых цилиндры расположены друг за другом в одной плоскости, обозначаются литерой “R”.

Рядные моторы – самые простые и недорогие, поскольку по сравнению с другими схемами состоят из минимального количества деталей. Неудивительно, что на заре автомобилизма подавляющее большинство машин оснащалось именно такими двигателями. Причем некоторые фирмы (например, “Voisin”) строили опытные образцы 12-цилиндровых монстров!

Но сегодня делать большой моторный отсек – непозволительная роскошь, ведь при этом останется мало места на пассажирский салон. Тем более что большинство современных моделей – переднеприводные. Мотор у них обычно расположен поперечно, то есть громоздкие рядные “восьмерки” и иные многоцилиндровые агрегаты разместить под капотом практически невозможно. Кроме того, длинный коленвал очень непросто сделать прочным. Он может не выдержать огромных нагрузок, свойственных нынешним высокофорсированным двигателям. Конечно, дорогостоящие материалы и технологии позволяют решить проблему, но это неизбежно увеличит стоимость производства.

Однако рядные моторы с четным количеством цилиндров достаточно неплохо уравновешены. Конечно, в любом двигателе движущиеся детали создают множество паразитных сил и моментов, порождающих вибрации и шум. Но в данном случае дополнительных мер для их снижения конструкторам применять не надо.

В частности, рядная “шестерка” изначально полностью сбалансирована, поэтому ее до сих пор применяют на некоторых дорогих и престижных машина х вроде моделей BMW. Но баварские автомобили заднеприводные, и инженеры могли поставить мотор продольно, избежав проблем с его размещением.

А вот компания “Volvo” на модели “S80” умудрилась установить такой двигатель поперек (!) моторного отсека (ранее это удалось лишь в 70-х годах прошлого века англичанам из фирмы “Austin”). Но заодно шведам пришлось потратиться и на разработку сверхкомпактной коробки передач…

Четырехцилиндровые рядные моторы уступают “шестеркам” по сбалансированности, зато они намного компактнее. Поэтому “четверки” сегодня являются самыми популярными двигателями из разряда “до 2,5 л рабочего объема”. (Правда, у некоторых четырехцилиндровых дизелей объем превышает 3 л.) Они повсеместно применяются на моделях компактного и “семейного” классов, а также на недорогих спортивных автомобилях и внедорожниках.

Уравновешенность моторов с нечетным количеством цилиндров оставляет желать лучшего, поэтому они встречаются достаточно редко. Например, на некоторых малолитражка х вроде “Chevrolet Spark” используются трехцилиндровые двигатели. Рядные “пятерки” популярнее. Они присутствуют в гамме таких производителей, как “General Motors”, “Volvo”, “Ford”…

 

 

V-образные..

ЭТО ОБОЗНАЧЕНИЕ родилось благодаря расположению цилиндров в двух плоскостях, как бы образующих собой латинскую букву “V” (по сути, это два рядных двигателя с общим коленвалом). Угол между ними называется “углом развала”. Обычно он составляет 60° или 90°. Первая величина оптимальна для V6. А прямой угол – идеальный вариант для V8.

По сравнению с рядными V-образные моторы почти в два раза короче (при одинаковом количестве цилиндров), чуть ниже, но несколько шире. В целом последние компактнее, поэтому большинство современных многоцилиндровых двигателей построено по такой компоновке.

Но “V-образники” сложнее и дороже – ведь два ряда цилиндров означают удвоение количества головок блока, распредвалов, ремней или цепей, коллекторов и прочих деталей. Кроме того, такие двигатели страдают повышенной вибронагруженностью. Особенно этим грешит популярный V6, ведь каждая его “половинка” – трясучая “трешка”. А известная в 60-70-х года х прошлого века по отечественному “Запорожцу” и некоторым моделям “Ford” и “Saab” конфигурация V4 вообще исчезла из-под капотов автомобилей именно по причине своей неуравновешенности…

Чтобы уменьшить влияние врожденных недостатков, конструкторам приходится применять различные технические ухищрения вроде балансирных валов или специальных подушек крепления двигателя, что еще больше усложняет автомобиль и делает его дороже.

 

 

Оппозитные..

ЭТО V-ОБРАЗНЫЕ двигатели с углом развала 180°. Цилиндры в таких мотора х лежат в одной плоскости параллельно земле, но расположены напротив друг друга. Такую компоновку принято обозначать литерой “B” (“Boxer”).

Плоский двигатель обладает всеми преимуществами V-образного собрата, но при этом неплохо уравновешен и помогает значительно понизить центр тяжести машины, улучшая тем самым ее управляемость и устойчивость.

Однако “Вoxer” трудоемок и дорог как в изготовлении, так и в обслуживании. Кроме того, он занимает много места по ширине, ограничивает размер колесных арок и соответственно уменьшает угол поворота управляемых колес. Причем на некоторых моделях моторный отсек настолько плотно “упакован”, что для замены свечей зажигания необходимо частично разбирать двигатель или снимать его с подушек крепления.

Поэтому, несмотря на то, что первые “оппозиты” появились практически одновременно с рождением самого автомобиля, сегодня их применяют только две фирмы: “Porsche” и “Subaru”.

Причем в наше время “боксеры” обычно не делают с количеством цилиндров больше шести. Раньше встречались и 12-цилиндровые “оппозиты”, а фирма “Porsche” экспериментировала с мотором “B16”, но так и не решилась применить его даже на гоночных моделях.

 

 

“VR”…

ПИОНЕРОМ этой компоновки стала компания “Lancia”, в 20-60-х годах прошлого столетия выпускавшая семейство V-образных четырех- и шестицилиндровых двигателей с очень маленьким углом развала: 10°-20°.

Такие моторы компактнее обычных рядных, но проще и дешевле V-образных, так как имеют только одну головку блока. Однако из-за чрезмерной вибронагруженности подобная схема не получила широкого распространения.

Лишь шестнадцать лет назад концерн “Volkswagen” возродил эту компоновку. Семейство двигателей с углом развала 10,6°-15° фольксвагеновцы назвали “VR” (то есть V-образно-рядные), и с тех пор это обозначение в автомобилестроении стало официальным.

“Volkswagen” был необходим компактный шестицилиндровый мотор для установки на переднеприводные модели VW, “Audi” и “Seat” (традиционный “V6” оказался для них очень широким). Поэтому инженерам пришлось серьезно поработать над уравновешиванием строптивого двигателя (сказалось асимметричное расположение его цилиндров). Зато этот опыт пригодился в 1997 году, когда понадобилось сбалансировать еще более вибронагруженный “VR5”.

 

 

W-образные…

В ОТЛИЧИЕ от предыдущей компоновки эта схема полностью обязана своим появлением концерну “Volkswagen” (прежде она встречалась лишь в авиации). Инженеры из Вольфсбурга получили ее, соединив одним коленвалом два двигателя типа “VR”.

Получившийся инженерный шедевр позволил намного уменьшить габариты 8- и 12-цилиндровых моторов. Фольксвагеновские “W-образники” значительно компактнее конкурентов с тем же числом цилиндров. Сегодня двигатели подобной компоновки можно встретить под капотом наиболее престижных моделей концерна: к примеру, на “Volkswagen Phaeton” и “Bentley Continental GT”.

Но немецкие инженеры на этом не остановились и создали, пожалуй, наиболее сложные двигатели в мире – “W16” и “W18”. Они разрабатывались специально для перспективных автомобилей “Bugatti”. Причем “W16” все-таки пошел в мелкосерийное производство и ныне устанавливается на суперкар “Bugatti Veyron 16.4”.

 

 

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №7 2007 год
Фото
фото фирм-производителей

www.motorpage.ru

Какие бывают компоновки автомобилей? | BMW Club

Преимущества и недостатки различных схем

Первые автомобили отличались от конных экипажей главным образом отсутствием лошади. Ведь об оптимальном расположении агрегатов тогда никто не думал. Проблема обеспечения хорошей устойчивости и управляемости перед конструкторами в то время просто не стояла. Но скорости росли, требования к машинам тоже и постепенно автопроизводители разработали несколько различных компоновок, каждая из которых обладает своими особенностями.

Классическая

В этом случае двигатель и коробка передач размещаются в передней части автомобиля, а крутящий момент передается на задние колеса. Причем поначалу для этого использовались цепи (такую схему в конце 19 века предложил знаменитый конструктор Эмиль Левассор), а позднее, по предложению не менее известного инженера Луи Рено, их заменили привычным карданным валом.

У машины с классической компоновкой развесовка (распределение массы по осям), как правило, близка к оптимальным 50/50. В результате автомобиль хорошо слушается руля, а его шины изнашиваются более равномерно. Кроме того, такие модели зачастую отличаются достаточно большим багажником, поскольку его объем ограничивается лишь элементами подвески и привода колес.

Тем не менее, классическая схема расположения агрегатов обладает существенными недостатками. Прежде всего, такие автомобили отличаются неважной устойчивостью. Проведите простой эксперимент – попробуйте быстро толкать пальцем лежащий на столе карандаш. Он все время будет стремиться куда-нибудь повернуть. То же самое происходит и с машиной. Причем возникающий занос в данном случае прогрессирующий – сила инерции стремится еще больше развернуть автомобиль. Многим водителям столь азартный характер даже нравится, но для большинства обычных потребителей это может быть опасным. Поэтому автопроизводители вынуждены большое внимание уделять настройкам электронных систем безопасности моделей с классической компоновкой, тем самым удорожая их.

Кроме того, большой центральный тоннель, необходимый для размещения карданного вала, занимает много места в салоне. Зачастую это даже не позволяет разместить на заднем ряду сидений среднего пассажира. Расположенный продольно двигатель также заставляет растягивать в длину кузов, чтобы не сокращать пространство салона. Да и в целом классическая схема достаточно громоздка и потому не лучшим образом сказывается на весе машины.

Поэтому сегодня лишь немногие автопроизводители сохранили верность традициям. И классическую компоновку теперь можно встретить в основном лишь на некоторых моделях премиальных марок – BMW, Mercedes-Benz, Lexus, Jaguar…

Переднеприводная

Такая компоновка отличается тем, что силовой агрегат и ведущие колеса в этом случае располагаются в передней части автомобиля. Подобную схему еще в 1902 году предложил немецкий инженер Роберт Швенке, но в силу ряда причин (например, сложности производства специальных шарниров привода) она стала широко применяться лишь в последние 20-25 лет. И сегодня переднеприводная компоновка – самая популярная среди современных автомобилей.

Такое размещение агрегатов обладает рядом достоинств: компактностью, небольшой массой, низким уровнем шумов и вибраций (благодаря отсутствию карданного вала). Кроме того, переднеприводный автомобиль, как правило, отличается просторным салоном и большим багажником. Наконец, переднеприводная машина устойчивее заднеприводной. Повторите опыт с карандашом, только возьмите его за острие и тяните. Он будет послушно следовать за вашей рукой. Если возникает снос, сила инерции не дает автомобилю развернуться.

Недостатков у переднеприводной схемы тоже хватает. Например, при интенсивном разгоне ведущие колеса сильно разгружаются и не могут реализовать большой крутящий момент, что особенно заметно на моделях со спортивным уклоном. Кроме того, передняя ось получается перегруженной, вследствие чего шины на ней изнашиваются быстрее. Зачастую страдает маневренность автомобиля, поскольку угол поворота колес ограничивается плотной компоновкой моторного отсека и конструкцией ШРУСов – шарниров равных угловых скоростей, необходимых для передачи тяги на колеса.

Заднемоторная

Эта компоновка предполагает заднее размещение двигателя и ведущих колес. В результате, корма автомобиля получается перегруженной, что придает ему весьма интересные особенности. Например, подобную схему можно встретить на спортивных моделях (вроде Porsche 911), поскольку в этом случае при разгоне ведущие колеса загружаются сильнее и позволяют полностью реализовать потенциал мотора. В то же время благодаря хорошей загрузке ведущей оси такие машины зачастую обладают очень хорошей проходимостью (вспомните наш отечественный «Запорожец»). Не стоит забывать и о том, что заднемоторная компоновка, равно как и переднеприводная, компактна и обладает небольшой массой.

Недостатки этой схемы вытекают из ее достоинств. При смещении массы машины назад разгружаются ее управляемые колеса. Поэтому такой автомобиль подчас неустойчив на дороге и чем больше скорость, тем больше водителю приходится подруливать. Отчасти решить эту проблему помогают лишь современные электронные системы безопасности.

А еще заднемоторные модели, как правило, очень непрактичны. Ведь вся задняя часть кузова у них занята силовым агрегатом и багажник приходится размещать спереди. Но в этом случае его объем ограничен элементами подвески, рулевого управления и даже ногами водителя и переднего пассажира. Так что на просторный грузовой отсек рассчитывать не приходится.

Среднемоторная

Подобная компоновка — характерная примета суперкаров. Силовой агрегат на таких машинах размещается в пределах колесной базы, прямо за спиной водителя. В этом есть свой резон – такая схема позволяет сосредоточить наиболее тяжелые элементы автомобиля возле его вертикальной оси, тем самым уменьшив момент инерции и распределив массу по осям в оптимальном соотношении. Как результат – отличная управляемость.

Но для обычных гражданских моделей среднемоторная компоновка неприемлема – салон получается тесным, багажник маленьким, а обслуживание дорогим, поскольку к двигателю и коробке передач подобраться в таком случае очень непросто.

Впрочем, в перспективе инженеры могут разместить силовой агрегат под полом кузова и тогда среднемоторные машины возможно проявят себя и в новой, практичной, роли.

Отдельной разновидностью среднемоторной компоновки можно назвать так называемую схему transaxle, приверженцем которой остается, например, Maserati. В этом случае мотор стоит спереди, но он смещен максимально назад, в пределы колесной базы, а тяга передается на задние колеса через карданный вал и коробку передач, сблокированную с задним мостом.

Полноприводная

В последнее время все набирает популярность. При такой компоновке двигатель обычно ставят спереди, а тягу распределяют по всем колесам системой валов и редукторов. Конструкция сложная, тяжелая и достаточно дорогая, но ее недостатки окупаются рядом неоспоримых достоинств, таких как отличная устойчивость на скользком покрытии, наиболее полная реализация потенциала двигателя, повышенная проходимость.

http://rus-auto.net/articles/a.220.html

 

www.bmwclub.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о