шестициліндрові двигуни
Рядний шестициліндровий двигун Правити
Рядний шестициліндровий двигун - конфігурація двигуна внутрішнього згоряння з рядним розташуванням шести циліндрів. порядок роботи циліндрів 1-5-3-6-2-4, і поршнями, що обертають один загальний колінчастий вал. Часто позначається R6 [1] [2] (від німецького [3] «Reihe» - ряд), I6 або L6 ( «Straight-6», «In-Line-Six»). Площина, в якій знаходяться циліндри, може бути строго вертикальної, або знаходитися під певним кутом до вертикалі. У другому випадку двигун іноді називають Slant-6 (/ 6).
В теорії I6 в чотиритактний варіанті є повністю збалансованою конфігурацією щодо сил інерції різних порядків поршнів і верхніх частин шатунів (сили інерції 1-го порядку різних циліндрів взаємно компенсують один одного так само, як і у рядного чотирициліндрового двигуна. Але, на відміну від останнього, сили інерції 2-го порядку також взаємно компенсуються), поєднуючи порівняно невисоку складність і вартість виготовлення з хорошою плавністю роботи. Таку ж збалансованість демонструє і V12. працює як два шестициліндрових двигуна із загальним колінчастим валом.
Однак на малих (неодружених) оборотах колінчастого вала можлива деяка вібрація, викликана пульсацією крутного моменту. Рядний восьмициліндровий двигун. крім повної збалансованості, демонструє кращу рівномірність крутного моменту, ніж рядний шестициліндровий, але в наш час застосовується дуже рідко через цілого ряду інших недоліків.
Двигуни конфігурації I6 широко використовувалися і продовжують використовуватися в даний час на автомобілях, автобусах, тракторах, річкових суднах. На легкових автомобілях в останні десятиліття, у зв'язку з повсюдним поширенням переднього приводу з поперечним розташуванням силового агрегату, і взагалі компонувальних схем з більш «щільної» організацією підкапотного простору, більш популярні виявилися V-подібні шестициліндрові двигуни як більш компактні і короткі, хоч і більш дорогі, менш технологічні і збалансовані. Разом з тим, окремі виробники не поспішають відмовлятися від рядних шестициліндрових моторів. Яскравий приклад - BMW. Більш того, сучасні технології дозволяють створити досить компактний рядний шестициліндровий двигун навіть для поперечної установки, правда, на досить великому автомобілі - прикладом такого силового агрегату служить Chevrolet Epica з переднім приводом і поперечно встановленими 2,0- і 2,5-літровими моторами розробки Porsche .
Максимальний робочий об'єм рядних шестициліндрових двигунів практично не обмежений і на суднових дизелях може досягати 1820 дм³ на один циліндр.
V-подібний шестициліндровий двигун Правити
V6 фірми Lancia, перший серійний двигун такій конфігурації.
V-подібний шестициліндровий двигун - двигун внутрішнього згоряння з V-подібним розташуванням шести циліндрів двома рядами по три, і поршнями, що обертають один загальний колінчастий вал. Часто позначається V6 (англ. «Vee-Six», «Ві-Сікс»).
Це другий за популярністю в наші дні автомобільний двигун після рядного чотирициліндрового двигуна.
Технічні особливості Правити
V6 - незбалансований двигун; він працює як два рядних трициліндровий двигуна. і без додаткових заходів може мати дуже великий рівень вібрацій. У двигунах V6 використовується дисбаланс клонували, створюваний противагами (іноді додатково застосовують маховик і шків з дисбалансом), врівноважує момент від сил інерції 1-го порядку поршнів і верхніх частин шатунів. Крім того, іноді (при деяких кутах розвалу циліндрів) для цього додатково використовують балансування вал, що обертається зі швидкістю клонували, але в протилежну сторону. Це дозволяє наблизити їх по плавності роботи і рівнем вібрацій до рядному шестициліндровому двигуну. Момент інерції 2-го порядку, як правило залишають вільним, так як він має невелику величину і може бути поглинений опорами двигуна.
Як правило, кут розвалу циліндрів складає 60, 90 або 120 градусів. Але зустрічаються й інші варіанти, наприклад 54 °, 45 °, 65 °, 75 ° або 15 ° (VR6).
120-градусний розвал дозволяє отримати широкий, але низький силовий агрегат, що краще підходить для низьких, наприклад, спортивних машин. У ньому так само на кожній шатунной шийці розташовуються по два шатуна (число шатунних шийок - 3), але за рахунок кута розвалу циліндрів 120 ° забезпечуються рівномірні інтервали підпалу суміші. Така конфігурація має досить великий момент 1-го порядку, який можна компенсувати тільки при застосуванні балансування вала. При всіх інших кутах розвалу (відмінних від 120 °), щоб забезпечити рівномірні інтервали підпалу суміші (через кожні 120 ° по куту повороту коленвала) і тим самим зменшити вібрацію двигуна, а також забезпечити плавний хід, кожен шатун розташовують на окремій шатунной шийці клонували, або застосовують ускладнений колінвал з зміщеними шатунними шийками (це зменшує довжину двигуна, а також спрощує його, але потребує вдосконалення технології виготовлення клонували).
60-градусний розвал дозволяє компенсувати момент 1-го порядку без застосування балансувальних валів. З цієї причини, а також завдяки компактності, цей кут розвалу вважається «рідним» для V-образних шісток. Іноді з яких-небудь причин застосовують близькі кути розвалу, наприклад 54 ° або 65 ° при незначному збільшенні вібрацій, які ростуть у міру відхилення від кута 60 °.
Кут розвалу 15 ° дозволяє зробити одну загальну головку для всіх циліндрів, а також дозволяє використовувати порядок запалювання такий же, як у рядного шестициліндрового двигуна і володіє задовільною збалансованістю без застосування балансувальних валів, що разом з удосконаленою підвіскою двигуна вирішує проблему вібрацій.
Саме труднощі балансування і були основною причиною, яка стримує поширення серійних двигунів цього типу. До 1950-х років такі двигуни створювалися, але або для стаціонарних установок (наприклад бензогенераторов), або як дослідні зразки.
У 1959 році в США фірма GM почала виробництво пятилитрового V6, яким оснащувалися пікапи і Субурбан (гібрид універсала і мікроавтобуса на шасі пікапа).
У 1962 році в США пішов у виробництво «компакт» Buick Special з 90-градусним V6, розробленим на основі невеликої V-подібної "вісімки", але він відрізнявся високим рівнем вібрацій і незабаром був знятий з виробництва.
Перший серійний японський V6 з'явився тільки в 1983 році у фірми Nissan - серія Nissan VG.
Використання в автомобілях Правити
V6 - один з найбільш компактних двигунів, він зазвичай коротше, ніж I4. і в більшості виконань вже і коротше, ніж V8.
В сучасних передньопривідних автомобілях з поперечним розташуванням двигуна по компоновочним міркувань як правило неможлива установка рядних шестициліндрових двигунів. що, при підвищених вимогах до потужності в наші дні, обумовлює популярність V-образних шестициліндрових моторів на автомобілях вищих класів, незважаючи на малу збалансованість і складність у виробництві в порівнянні з I6. Уніфікація двигунів різних автомобілів призводить до того, що V6 встановлюють і в машинах з поздовжнім розташуванням двигуна, в яких, в принципі, немає суворої компонувальною необхідності його застосування, - хоча воно і дає ряд переваг. Разом з тим, на автомобілях того ж класу з заднім приводом. зразок 5-й серії BMW. все ще досить широко поширені і рядні «шістки».
З вітчизняних двигунів серійними V6 були тільки дизелі великого робочого об'єму для вантажівок, і спецтехніки: ЯМЗ-236 і СМД-60. Трилітровий V6 моделей ГАЗ-24-14 і ГАЗ-24-18 планувався в якості базового двигуна легкового автомобіля «Волга» ГАЗ-24. але згодом в силу цілого ряду причин був замінений на рядний чотирициліндровий. Однак, була випущена дослідно-промислова партія цих двигунів, які використовувалися на ряді спортивних автомобілів, зокрема, на одному з серії «Естонія».
Шестициліндровий двигун VR Правити
Іншим напрямком розвитку є VR-технологія, яка зародилася в 20-і роки XX століття, коли компанія Lancia випустила сімейство V-образних моторів з дуже маленьким кутом розвалу циліндрів (всього 10-20 °). «VR» є абревіатурою двох німецьких слів, що позначають V-образний і R-рядний, тобто «v-образно-рядний». [3]
Двигун являє собою симбіоз V-образного двигуна з мінімально малим кутом розвалу 15 ° і рядного двигуна, в якому шість циліндрів розташовані V-образно під кутом 15 °, на відміну від традиційних V-образних двигунів, що мають кут 60 ° або 90 °. Поршні в блоці розміщуються в шаховому порядку.
Двигун ніяк не буде наслідувати збалансованість R6 [4]. але має кращу компактність в порівнянні з V6 і R6. Сукупність достоїнств обох типів двигунів привела до того, що двигун VR6 став настільки компактним, що дозволив накрити обидва ряди циліндрів однієї загальної голівкою, на відміну від звичайного V6. В результаті двигун VR6 вийшов значно меншим по довжині, ніж R6, і по ширині, ніж звичайний V6 [3].
Робочий об'єм варіюється як правило від 2,0 до 5,0 л. Використання конфігурації в двигунах об'ємом менше 2,0 л мало виправдано через відносно високу вартість виготовлення (в порівнянні з чотирициліндровими двигунами) і великий (в порівнянні з ними ж) довжини. Однак, подібні випадки мали місце, наприклад, мотоцикл Benelli 750 Sei мав двигун I6 з робочим об'ємом всього 0,75 л.