Motoarele cu opt cilindri sunt motoare cu ardere internă cu opt cilindri .
Un motor cu opt cilindri în linie este o configurație a unui motor cu ardere internă cu un aranjament în linie de opt cilindri și pistoane care rotesc un arbore cotit comun . Deseori denumit I8 sau L8 (Straight-8, In-Line-Eight).
Este o configurație de motor complet echilibrată . În comparație cu un motor cu șase cilindri în linie , I8 efectuează mai multe cicluri de lucru pe unitatea de timp și, ca urmare, funcționează mai lin sub sarcină și nu creează vibrații suplimentare în transmisia mașinii la viteze mici.
Ca rezultat, și, de asemenea, datorită ușurinței de fabricare în raport cu V8, în trecut (anii 1920 - 1950), opturile în linie erau adesea folosite pe mașinile sport și scumpe, în special în SUA . În anii de dinainte de război, aproape toate mașinile americane din clasele mijlocii și superioare aveau opțiuni cu astfel de motoare, cu excepția Cadillac, Mercury și Lincoln, care în mod tradițional foloseau doar V8. Modelele Buick aveau I8-uri cu supapă deasupra capului, alte mărci au folosit o schemă cu supapă inferioară. Prima mașină de producție care a folosit această configurație de motor a fost Packard Straight Eight din 1923 . În URSS, un motor cu acest aspect a fost folosit pe mașinile de top L-1 , ZIS-101 și ZIS-110 .
Cu toate acestea, lungimea mare a unui astfel de motor necesită un compartiment lung pentru motor, ceea ce face ca I8 să fie inacceptabil pentru mașinile de pasageri de astăzi. În plus, arborii cotit și arborii cu came lungi sunt supuși unor sarcini suplimentare de torsiune (răsucire), ceea ce le reduce semnificativ resursele, iar atunci când turația motorului crește peste o anumită limită din cauza deformării arborelui cotit, există riscul contactului fizic între conexiuni. tije și pereții carterului, ceea ce duce la defecțiunea motorului.
Din aceste motive, utilizarea configurației L8 a fost întotdeauna limitată la motoarele cu cilindree mare cu turații maxime scăzute. În prezent, acest tip de motor a fost aproape complet înlocuit în mașini de V8 mai puțin echilibrat, dar mult mai compact și mai bine forțat , totuși, motoarele în linie cu 8 cilindri continuă să fie utilizate în locomotive diesel , nave și în instalații staționare. .
Motor cu 8 cilindri în formă de V - un motor cu ardere internă cu un aranjament în formă de V de opt cilindri în două rânduri de patru și pistoane care rotesc un arbore cotit comun . Este adesea denumit V8
V8 este o configurație folosită adesea în motoarele de automobile cu cilindree mare. V8-urile rare au o cilindree mai mică de trei litri. Volumul maxim de lucru al V8-urilor moderne de serie pentru autoturisme ajunge la 13 litri ( Weineck Cobra 780 cui la scară mică ). Motorul rusesc YaMZ-238 , utilizat pe scară largă, are un volum de lucru de 14,9 litri. Pe tractoare și camioane mari, există motoare V8 cu un volum de lucru de până la 24 de litri.
V8-ul este, de asemenea, folosit frecvent în eșaloanele superioare ale sportului cu motor, în special în SUA, unde este obligatoriu în IRL , ChampCar și NASCAR . În 2006, Formula 1 a trecut la un motor V8 aspirat de 2,4 litri în loc de un V10 de 3 litri pentru a reduce puterea mașinilor, dar din 2015 folosește un motor V6 turbo de 1,6 litri.
Un V8 de numai 500 cmc a fost folosit pe o motocicletă de curse Moto Guzzi V8 din 1955 mai târziu, numărul de cilindri de pe motocicletele de curse a fost limitat.
Motoarele V8 sunt disponibile cu diferite configurații de arbore cotit, care au caracteristici diferite și, prin urmare, au propriile aplicații.
Configurația arborelui cotit platUn motor cu arbore cotit plat contine un arbore cotit asemanator cu cel folosit la motoarele cu patru cilindri in linie (L4) , fiecare buton din care foloseste doi cilindri situati in blocuri diferite, sunt in total 4 butoane.Manivelele centrale ale arborelui sunt indreptate intr-un singur direcție, iar o pereche de extreme sunt rotite cu 180 ° față de cele din mijloc. Ciclurile de lucru într-un astfel de motor apar alternativ în blocurile de cilindri din dreapta și din stânga; ordinea ciclurilor de lucru din fiecare bloc este similară cu motorul L4. Proprietățile unui astfel de motor sunt în multe privințe similare cu motoarele L4: are forțe de inerție de ordinul 1 complet echilibrate, cu toate acestea, forța de inerție orizontală de ordinul 2 a pistoanelor și a părților superioare ale bielelor, cauzată de non- mișcarea sinusoidală a pistoanelor, este dezechilibrată. Este posibilă echilibrarea acestei forțe folosind doi arbori de echilibrare care se rotesc în direcții opuse cu o viteză de două ori mai mare decât cea a arborelui cotit în direcții diferite.
Această configurație este de obicei folosită pe motoarele de curse de mare viteză, cum ar fi Ferrari , unde cerințele pentru încărcarea vibrațiilor nu sunt atât de importante. Vă permite să ușurați arborele cotit cât mai mult posibil și, datorită intervalelor uniforme de aprindere în fiecare banc de cilindri, acest motor vă permite să utilizați un sistem de evacuare reglat structural simplu. Ca urmare, se realizează o curbă de cuplu deplasată la 7000-8500 min −1 , iar la turații mai aproape de minime, motorul „dormite”, iar evacuarea reglată dă o „formulă”, un sunet „metalic” caracteristic. Unghiul principal de cambra utilizat este de 90°, ceea ce asigură intervale uniforme de aprindere ale amestecului fără utilizarea de butoane de arbore cotit decalate. La mașinile rutiere, această configurație este rar utilizată.
configurația arborelui cotit cruciformÎntr-un astfel de motor, suporturile de biela ale cilindrilor din mijloc sunt rotite cu 180 ° unul față de celălalt, iar cele exterioare sunt rotite cu 90 ° față de cele din mijloc și rotite cu 180 ° unul față de celălalt. Există, de asemenea, 4 suporturi de biele: bielele cilindrilor opuși au manivele comune. Această configurație face posibilă echilibrarea forțelor de inerție de ordinul 2 prin mișcarea reciprocă a pistoanelor fără utilizarea arborilor de echilibrare, cu toate acestea, creează o serie de alte probleme.
În primul rând, un astfel de motor are un moment oscilator necompensat al forțelor de ordinul întâi, datorită mișcării alternative a pistoanelor. Dacă unghiul de cambra este de 90 °, atunci acesta poate fi complet compensat prin instalarea a două contragreutăți pe obrajii extremi ai arborelui cotit, uneori se folosesc și un volant și un scripete cu dezechilibru, în timp ce utilizarea arborilor de echilibrare nu este necesară, dar din acest motiv motorul are o inerție mare, ceea ce îi limitează capacitatea de a lucra la viteze mari.
În al doilea rând, ordinea ciclurilor de lucru în fiecare bloc la rând este neuniformă. De exemplu, pentru motoarele KamAZ-740 și motoarele ZMZ, secvența de funcționare a cilindrului este următoarea: 1-5-4-2-6-3-7-8 [1] (în toate celelalte V8-uri, ordinea este fie cea același sau în oglindă, în timp ce numerotarea cilindrilor poate varia). După cum puteți vedea, cursa în cilindrii 4 și 2, precum și în 7 și 8, situate în blocurile din stânga și respectiv din dreapta, au loc la rând, în timp ce în celălalt bloc nu are loc nicio cursă. Ca urmare, sistemul de evacuare creează mult zgomot de joasă frecvență, evacuarea acestui motor este incomodă acustic din acest motiv, are un „mormâit” și „gâlgâit” caracteristic. Sistemele de admisie și evacuare reglate necesită țevi de eșapament de la băncile separate de cilindri să fie legate împreună, rezultând un pachet serpentin precum Ford GT40 .
Sistemul complex de evacuare a reprezentat o problemă majoră pentru designerii de mașini de curse cu un singur loc, iar având contragreutăți masive pe arbore adaugă greutate arborelui cotit, împiedicându-l să accelereze și să decelereze rapid, astfel încât această configurație nu este folosită în mod obișnuit pe mașinile sport. În mod obișnuit, aceste V8-uri se caracterizează printr-o abundență de cuplu la viteze mici și medii, iar atunci când se utilizează sincronizarea supapelor OHV, motorul nu dezvoltă mai mult de 6500 rpm. Motoarele cu această caracteristică sunt instalate pe mașinile americane. De asemenea, în vremea noastră, mai ales camionete și SUV-uri, modele scumpe de la Mercedes-Benz , Lexus cu sincronizare variabilă a supapelor. Datorită tracțiunii bune și uniforme, astfel de motoare funcționează la viteze mici de cele mai multe ori, ceea ce are un efect pozitiv asupra resurselor motrice și a confortului acustic. Împreună cu acestea, utilizarea unei transmisii automate hidromecanice clasice este optimă, deoarece pierderile în elementul hidraulic sunt relativ mici la valorile caracteristice ale cuplului și la viteze maxime scăzute.
În plus, motoarele V8 cu arbore cotit cruciform au fost utilizate în mod activ în camioane, autobuze, nave și transport feroviar. De exemplu, camioanele și autobuzele sovietice ale URSS au folosit cel mai des V8, printre care ZIL-131 , GAZ-53 , LiAZ-677 și altele. În prezent, V8-ul este folosit din ce în ce mai rar în aceste locuri, fiind înlocuit cu motoare în linie, de obicei cu 4 și 6 cilindri , de exemplu, YaMZ-534/536 .
Unghiuri de curbareCel mai mare număr de producători V8 au folosit și folosesc un unghi de cambra de 90° , deoarece cu acest unghi de cambra un motor cu arbore cotit cruciform nu necesită un arbore de echilibrare. În plus, multe motoare de configurație V6 (de exemplu, YaMZ-236 ) și V10 , dezvoltate pe baza motoarelor V8, au adesea un unghi de cambra de 90 °.
Deoarece multe motoare de configurație V6 și V10 au fost create pe baza V8, ele au adesea un unghi de cambra de 90 °, de exemplu YaMZ-236 ) și PRV .
Un exemplu de motor fără cambra de 90° este Ford/Yamaha V8 folosit în Ford Taurus SHO. A fost dezvoltat pe baza motorului Ford Duratec V6 și are un unghi de cambra de 60° cu acesta. Folosește un arbore de echilibrare pentru a echilibra cuplul de ordinul 1, iar butoanele de arbore cotit compensate sunt utilizate pentru a asigura intervale uniforme de aprindere a amestecului. O versiune a acestui motor a fost folosită în mașinile Volvo din 2005 .
De asemenea, este produsă o serie de motoare diesel de viteză medie D49 , utilizate la locomotive diesel , nave , centrale mobile , realizate cu biele remorcate dintr-un rând de cilindri și un unghi de cambra de 42 °, ceea ce este echivalent cu un unghi de cambra de 45 ° când se utilizează biele convenționale. [2]
Vehiculele Lamborghini folosesc un unghi de cambra de 88°.
În 1902, francezul Léon Levavasseur ( franceză: Léon Levavasseur ) a primit un brevet pentru motorul Antoinette V8, care a început producția în 1904. A fost instalat pe nave și avioane mici.
În 1905, compania engleză Rolls-Royce a construit 3 exemplare ale modelului V8 cu o cilindree a motorului de 3536 cm³. Întrucât puterea maximă a acestui motor a făcut posibilă depășirea vitezei maxime de 20 mile pe oră (32 km/h) stabilită de legea britanică de atunci pentru „cărucioarele care rulează singur”, a fost instalat un limitator de turație. A fost posibil să se vândă o singură mașină (șasiu 40518), iar în curând a fost returnată producătorului și trimisă la casare. Restul au fost folosite pentru expoziție și ca transport pentru vizitatorii fabricii. 1905 Rolls-Royce V8 - singurul model al companiei, a cărui copie nu a supraviețuit până în prezent.
În 1910, producătorul francez De Dion-Bouton a prezentat publicului publicului un V8 de 7773 cmc pentru o mașină. În 1912, a fost exponat într-o expoziție la New York , unde a trezit un interes real în rândul publicului. Și, deși compania în sine a produs foarte puține mașini cu acest motor, în SUA ideea unui V8 cu cilindree mare a luat rădăcini serios și pentru o lungă perioadă de timp. Adevărat, primul V8 american a fost dezvoltat de Marmon încă din 1904, dar a fost exclusiv experimental și nu a fost destinat producției de masă.
Prima mașină produsă relativ în masă cu un V8 a fost Cadillac din 1914 . Motorul avea un volum de 5429 cm³ și era o supapă mai mică; în primul an au fost produse aproximativ 13 mii de Cadillac-uri cu acest motor. Oldsmobile , o altă divizie a GM , și-a produs propriul V8 de 4 litri în 1916. Chevrolet a început producția de V8 de 4,7 litri în 1917, dar în 1918 compania a fost inclusă în GM ca divizie și s-a concentrat pe producția de mașini economice „poporului”, care, conform conceptelor acelor ani, nu se baza pe V8, astfel încât producția motorului a fost întreruptă.
În segmentul mașinilor ieftine, V8-ul a fost transferat de Ford cu modelul său 18 (1932). O caracteristică tehnică a motorului acestei mașini a fost un bloc cilindric sub forma unei singure turnări din fontă. Această inovație a necesitat o îmbunătățire semnificativă a tehnologiei de turnare. Este suficient să spunem că până în 1932 crearea unui astfel de motor părea multora imposibilă din punct de vedere tehnic. Motoarele în formă de V din acei ani aveau cilindri separați de carter, ceea ce a făcut ca fabricarea lor să fie dificilă și costisitoare. Motorul Model 18 a fost denumit Ford Flathead și a fost produs în SUA până în 1954, când a fost înlocuit cu supapa în cap Ford Y-Block , iar în Europa și Brazilia până la începutul anilor 1960 (la camioane până la începutul anilor 1990). Pe alte mașini americane din acest segment de preț ( Plymouth , Chevrolet ) V8 a apărut abia în anii cincizeci.
Începând cu anii 1930 și 1940 , motoarele V8 au devenit foarte răspândite în America de Nord . Până în anii 1980 , versiunile cu motor V8 aveau modele nord-americane în toate clasele, cu excepția subcompactelor. În special, la sfârșitul anilor 1970, până la 80% dintre mașinile de pasageri produse în Statele Unite aveau un motor V8. Prin urmare, motoarele V8 sunt de obicei asociate în mod specific cu industria auto nord-americană, o parte semnificativă a terminologiei fiind și de origine americană. În special V8-ul a fost furnizat în anii 60 și începutul anilor 70 de așa-numitele „ mașini musculare ”.
Conform aceleiași scheme, au fost construite motoare sovietice cu carburator de tip ZMZ-53A (66, 511, 513, 523 etc.) și ZIL-130 , precum și mașini Chaika și ZIL, iar motoarele produse de Zavolzhsky Fabrica dispune de cilindri blocuri cu manșon din aluminiu și aduse la cerințele Euro 4 (5).
În Europa , în anii dinainte de război și primii postbelici, astfel de motoare erau echipate în principal cu mașini de cele mai înalte clase, asamblate manual în cantități mici. De exemplu, Tatra T77 (1934-1938) avea un V8 de 3,4 litri și au fost produse doar 249 de unități [3] .
În anii 1950, modelele de producție cu V8 apar în programul de producție al producătorilor europeni de segment premium, precum BMW 502 sau Facel Vega Excellence (cel din urmă avea un motor american fabricat de Chrysler ). Dar atât atunci, cât și ulterior, au rămas exotice relativ rare pe mașinile europene. După criza petrolului de la începutul anilor '70 , motoarele cu cilindree mare din Europa au pierdut multă cerere în general, iar după aceea V8-urile au fost găsite doar pe cele mai scumpe niveluri de echipare de mașini de la producători premium precum BMW sau Mercedes .
Mașinile de la Bentley (și, până de curând, Rolls-Royce ) au fost echipate și continuă să fie echipate cu motoare V8 din seria L (de la L410 din 1959 la L410HT modern, 6,2-6,75 litri). Interesant este că printre motoarele moderne pe benzină, acesta este unul dintre cele mai lente motoare. În ciuda turboalimentării duble , motorul are o „zonă roșie” la 4,5 mii rpm și la ralanti puțin mai mult de 500 rpm (majoritatea motoarelor diesel moderne au „viteze de rulare”) mult mai mari. În ciuda faptului că motorul are mai mult de 50 de ani, dezvoltatorii și inginerii au obținut o sincronizare variabilă a supapelor de la un motor cu un mecanism de supapă OHV profund conservator (supape în cap, arbore cu came inferior, antrenare a tijei de împingere) prin instalarea unui arbore cu came complex.
În URSS și RusiaV8 a fost utilizat pe scară largă pe diverse mașini, camioane, autobuze, mașini agricole, echipamente militare. Printre modelele principale, pot fi remarcate motoarele cu carburator ZMZ-53A (-66, -511, -513, -523, -5234 și altele) și ZIL-130 , motoarele diesel KamAZ-740 și YaMZ-238 . Pe baza lor, au fost dezvoltate ulterior motoarele cu gaz injecție ZMZ-5245 și KamAZ-820 , care sunt produse în prezent.
V8-urile au fost utilizate pe mașinile reprezentative GAZ-13 și GAZ-14 Chaika, pe camioanele GAZ-53 și GAZ-66 și pe cele dezvoltate pe baza acestora, camioanele ZIL-130 și modificările, pe camioanele KamAZ , MAZ , KrAZ 250 și mai multe serie. târziu, Ural-375D . Printre autobuze pot fi remarcate LiAZ-677 , LAZ-695 și LAZ-699 cu motor ZIL, mai târziu autobuze LAZ; LiAZ-5256 și NefAZ-5299 cu motoare diesel KamAZ-740 , precum și NefAZ-5299 cu motor pe gaz KamAZ-820 ; PAZ-672 și PAZ-3205 cu motoare ZMZ-523, -5234 și -5245.
În prezent, sunt produse autobuze PAZ-3205 30 cu un motor cu injecție ZMZ-5245, precum și NefAZ-5299 -XX-56 cu un motor pe gaz KamAZ-820 care îndeplinesc standardele Euro-5 .
| Motor cu ardere internă și configurații ale motorului | |
|---|---|
| Un singur rând - L | |
| Opus - B | |
| în formă de V | |
| în formă de W |
|
| Alte un singur rând | |
| Alte tipuri | |
| Diverse soluții de proiectare | Motor cu cap emisferic |
| Numărul de cicluri | |