Чем отличается двигатель рядный от v образного

V-образный двигатель

Одним из ныне популярных видов двигателей внутреннего сгорания является V-образный двигатель. Этот вид моторов считается одной из стадий развития ДВС, поэтому его появление считается вполне логичным и не ассоциируется как великое достижение. История создания V-образного двигателя и его технические особенности – тема нашей сегодняшней статьи.

Блеск и забвение рядных шестерок

Когда-то рядная шестерка была доминирующей конструкцией двигателя. Эти двигатели ассоциируются с лучшими автомобилями всех времён: Jaguar поставил их в свои автомобили, Джип построил на них свою репутацию конца 20-го века, и почти у каждого легкого семейного автомобиля или пикапа в Америке был такой двигатель.

Рядные шестицилиндровые двигатели имеют ряд неоспоримых преимуществ. В первую очередь, как и любой рядный двигатель, они довольно просты и надёжны. Блок цилиндров изготавливать проще, да и в отличие от V-образных моторов во втором комплекте головки цилиндров и распредвалов нет необходимости. Вместо использования четырёх коротких распредвалов рядная шестёрка может довольствоваться двумя длинными валами.

Простота таких моторов также важна при ремонте, так как на рядном двигателе легко можно подобраться к любой свече зажигания, проводам и прочим элементам при плановом обслуживании, что делает рядную шестёрку хорошим товарищем механика.

Но самое большое преимущество — балансировка двигателя. При обычной схеме работы таких моторов поршни в цилиндрах двигаются парами со своим «отражением в зеркале» с другой стороны мотора. Сначала работают 1 и 6, затем — 2 и 5, а заканчивают 3 и 4. Когда поршни 1 и 6 находятся в верхней мёртвой точке, другие поршни равномерно расположены под углом в 120 и 240 градусов соответственно относительно рабочего цикла, благодаря чему возвратно-поступательные движения сами уравновешивают мотор. Они плавно развивают обороты, чем и прославились. Но наступили времена, когда их вытеснили с рынка V – образные двигатели.

Типы автомобильных оппозитных двигателей

Среди сколь-нибудь серьезных разработок оппозитных двигателей можно выделить два типа, применяемых в настоящее время на автомобилях и неплохо себя зарекомендовавших – «Boxer» и «ОРОС». Здесь следует упомянуть оппозитный двигатель типа 5ТДФ, устанавливавшийся в свое время на отечественных танках Т-64 и Т-72, хотя танк, конечно же, не автомобиль.
Рассмотрим, в чем же конструктивное отличие между этими типами оппозитников.

Оппозитный двигатель типа «Boxer»

В двигателях «Boxer» каждый поршень располагается в отдельном цилиндре и перемещается синхронно поршню противоположного цилиндра, при этом расстояние между этими поршнями то уменьшается, то увеличивается во время работы двигателя.

Такой характер движения поршней с шатунами напоминает движение рук боксеров во время поединка (это хорошо видно на приведенном здесь изображении), что и послужило поводом для названия этого типа оппозитников.
Число цилиндров в двигателях типа «Boxer» обычно от 4 до 12. Наибольшей популярностью пользуются 6-ти цилиндровые оппозитные моторы, которые отличаются минимальным уровнем вибрации благодаря хорошей сбалансированности.

Оппозитный двигатель типа «ОРОС»

Следующий тип оппозитных двигателей – «ОРОС» – можно по праву назвать уникальным благодаря необычной конструкции цилиндропоршневой группы. Аббревиатура «ОРОС» расшифровывается как «Opposed Piston Opposed Cylinder» (что-то вроде «противоположные поршни в противоположных цилиндрах»), а особенность конструкции двигателей этого типа заключается в том, что в каждом из цилиндров располагается по два поршня, которые во время работы двигателя перемещаются навстречу друг другу. При этом поршень, расположенный дальше от коленчатого вала связан с ним специальным удлиненным шатуном. Получается, что в таком двигателе камера сгорания располагается между двух поршней, когда они в процессе работы приближаются друг к другу. После сжатия смеси в этот промежуток (между поршнями) подается искра (если двигатель бензиновый) и смесь воспламеняется, при этом рабочий ход поршней направлен в противоположные стороны и усилия через два шатуна передаются коленчатому валу.

Оппозитные двигатели типа «ОРОС», как правило, являются двухтактными, в них отсутствуют головки блока цилиндров и газораспределительные механизмы, поскольку роль ГРМ выполняют золотниковые окна в стенках цилиндров. При этом впускные окна перекрывает и открывает один поршень, а выпускные — другой. Благодаря такой конструкции оппозитные двигатели «ОРОС» имеют относительно небольшие габариты и вес. Двигатели такого типа могут быть как бензиновыми, так и дизельными. Для обеспечения максимальной эффективности работы таких оппозитников необходима система наддува и продувки цилиндров.
Рассмотренный тип оппозитных двигателей, судя по всему, обладает серьезными перспективами дальнейшего развития, поскольку финансированием усовершенствования конструкции «ОРОС» занимается такая знаменитая и сказочно богатая личность, как основатель Microsoft — Билл Гейтс.

Оппозитный двигатель типа 5ТДФ

Оппозитный двигатель типа 5ТДФ является отечественной разработкой. Как уже упоминалось выше, он создавался специально для танков Т-64 и Т-72.
Конструкцию такого оппозитника тоже можно назвать уникальной — так же, как и в оппозитном двигателе «ОРОС», в цилиндрах двигателя 5ТДФ размещается по два поршня, которые в процессе работы двигателя перемещаются навстречу друг другу. Однако в отличие от двигателя типа «ОРОС», каждый из поршней 5ТДФ соединен шатуном с отдельным коленчатым валом, раздельно передавая крутящий момент во время рабочего хода. Камеры сгорания в оппозитных двигателях 5ТДФ также располагаются между поршнями. Для получения высоких динамических показателей в двигателях 5ТДФ используется система наддува.
Используемый принцип встречного движения поршней позволил упростить конструкцию, существенно повысить компактность силовой установки при отличных динамических свойствах. Так, танковый дизельный оппозитный двигатель объемом 13,6 л при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин развивал мощность почти семьсот лошадиных сил, выгодно отличаясь компактностью от аналогичных по мощности дизелей другой компоновки.
В настоящее время оппозитные двигатели типа 5ТДФ в нашей стране сняты с производства.

Современные танки оснащаются газотурбинными двигателями. В частности, суперсовременный танк российской разработки – Т-14 «Армата» оснащается двигателем А-85-3А (12Н360), который имеет Х-образную компоновку (см. рисунок).

Радиальные двигатели.

Краткая история радиальных двигателей.

Первый радиальный двигатель был создан в 1901 году Чарльзом Мэнли. Он был 5-ти цилиндровым и с водным охлаждением. От был сделан из одной из ротационных машина Стивена Бэлзера, для самолета Аэродрома Лэнгли.
Мощность перового радиального двигателя составила 52 л.с. (39 кВт) при 950 об/мин.

В 1903-1904 гг Иаковах Эллехэммере посторил первый в мире 3-х цилиндровый радиальный двигатель с воздушным охлаждением. Позже, в 1907 году он он постотоил более мощный 5-ти цилиндровый двигатель, а в 1908 – 1909 годах он разарабатывал уже 6-ти цилиндровый двухрядный радиальный двигатель.
В последствии радиальные или звездообразные двигатели получили широкое применение в авиации из-за своей надежности, малых габаритов и возмощности эффективного применения воздушного охлаждения.

Принцип действия.

В отличие от рядных двигателей, цилиндры радиального двигателя расположены в виде звезды, радиально расходясь во все стороны от центра. Таким образом каждый цилиндр отделен от остальных и доступен для ремонта и обслуживания. Также такая конструкция хорошо пригодна для воздушного охлаждения, поэтому подавляющее большинство таких двигателей выпускается именно с воздушным охлаждением. Минимальное количество цилиндров для образования радиального двигателя – три, если взять два, то это уже либо V-образный, либо оппозитник, двигатель, в котором цилиндры расположены напротив друг друга, на одной линии.
Внутри радиального двигателя, по центру находится коленчатый вал с одним коленом и противовесом. К нему крепится ведущий шатун, к которому уже непосредтсвенно крепяться все остальные, ведомые шатуны. Это принципиальное отличие кривошипно-шатунного механизма обусловлено самой конструкцией дигателя – длинный коленвал было бы просто некуда девать.

Звездообразные двигатели бывают двух и четырехтактными, последние обычно имеют нечетное количество цилиндров, позволяющее пускать искру через один цилиндр. В доказательство наших слов приводим видео демонстрационной модели 7-ми цилиндрового двигателя. Обратите внимание на искры зажигания.

Двухтактные радиальные двигатели ставились на многие легкие самолеты и их заводили резким поворотом винта.
Кждый цилиндр обычно имеет два клапана, которые приводятся в движение через спицы, которые в свою очередь толкает распределительный диск, связаный с коленчатым валом.
Анимация в autodesk inventor – здесь все очень хорошо видно

Единственным недостатком радиального двигателя является возможность протекания маста в цилиндры, что приводит к гидроудару и разрыву нижних цилиндров при попытке завода двигателя. Но в современных двигателях эти шансы минимизированы.
Выхлопная система таких двигателей также радиальна, но, как правило, трубы разводятся на две стороны. Варианты, когда цилиндров четное количество, тогда нередко каждый из цилиндров имеет свою выхлопную трубу.

Изготовление звездообразных двигателей

До сих пор радиальные двигатели ставят на самолеты и даже на вертолеты. Все таки возможность обходится без жидкостного охлаждения подкупает, да и технология отработанная годами не позволяет отказаться от этого типа ДВС в авиастроении. Также такие двигатели ставят на легкие лодки и на небольшие катера, перемещающиеся с помошью воздушного винта. В таком случае моторный отсек ограничивают сеткой.

Одним из производителей радиальных двигателей сегодня является Австралийская компания Rotec Engeneering. Вот видео изготовления 150-сильного мотора R3600

Альтернативное применение

Но наш блог любит рассказывать о невероятных применениях всего, что можно. Вот и сейчас мы е обойдет стороной эту возможность и покажем несколько интересных фотографий и видео, найденных нами на просторах интернета.
Например некотрые умельцв ставят радиальные двигатели на мотоциклы.

7 цилиндров 110 л/с Rotec Engeneering R2800

И видео с этим мотоциклом:

R2800 собственной персоной. Кликабельно

И хорошо еще если на обычное место. Существуют например и вот такие варианты. “Двигатель в колесе”

Правда непонятно как к этому двигателя подается бензин.
Те, кто не увлекается мотоциклами берут зарубежные аналоги запорожцев и делают с ними следующее:

В общем применений радиальных двигателей великое множество. Это отличные, плавные, мощные, простые в устройстве, ремонте и эксплуатации двигатели, которые прослужат еще очень долго.

Похожие записи:

Наша цель — свой ФабЛаб в Санкт-Петербурге!
Следите за новостями!

Когда-то, рядная шестерка была самой ходовой, доминирующей конструкцией двигателя в Западном полушарии. Jaguar ставил их на свои лучшие модели, Jeep «построил» и закрепил на них свою репутацию во второй половине 20-го века. Тоже самое можно сказать о Mercedes-Benz. Рядные шестицилиндровые бензиновые моторы были хорошими образчиками

Все мы привыкли думать, что в Штатах господствовали восьмицилиндровые моторы, это нельзя назвать полной правдой, ведь в недалеком прошлом почти каждый заурядный семейный автомобиль и многие пикапы оснащались единственным стандартом мотора – «рядным шестицилиндровым».

Затем настали тяжелые времена, началась экспансия V6.

В течение многих лет V-образные шестерки вытесняли рядные моторы, казалось, еще немного и вся конструкция будет предана забвению. Но, похоже этому не бывать – Mercedes-Benz совершил воскрешение. Он вернул рядную шестерку в виде новой версии двигателя под внутренним номером M256. Предназначение вновь изобретенного «колеса» очевидна – замена и вытеснение большей части силовых агрегатов V6 из линейки. Об этом еще несколько лет назад заявляли сами представители Mercedes-Benz.

Но единственный вопрос: «Зачем им это?»

Одними из главных недостатков современных автомобильных двигателей являются: сложность производства, усложненность конструкции, невысокая надежность и дороговизна. Все эти недостатки в полной мере присущи «V»-образному стандарту и в том числе производимому компанией из Штутгарта.

В конце концов, понимание того, что нужно каким-то образом бороться за повышение доступности автомобилей с объемными и мощными двигателями, натолкнули управление Daimler AG к рискованному на первый взгляд шагу – разработке современного рядного шестицилиндрового мотора. Именно низкие затраты на разработку двигателя, а не присущая линейному мотору плавность работы, дали старому дизайну отсрочку от окончательного уничтожения.

Куда пропали все рядные моторы?

«Рядный» означает расположение цилиндров в блоке двигателя – они, соответственно, расположены один за другим – в ряд, а «шесть» – как несложно догадаться – это их количество.

Изначально Mercedes освоил производство своей рядной шестицилиндровой линейки моторов в 1924 и продолжал делать их вплоть до 1943 года, пока война не начала активно высасывать все соки из стран «оси», и как-то стало не до производства двигателей.

После восьмилетнего перерыва, с 1951 по 1998 год Mercedes продолжил делать разнотипные рядные моторы. Отличительной чертой было то, что в этот период в производстве всегда оставалась хотя бы одна рядная шестицилиндровая модель двигателя. Двадцать лет назад данная традиция окончательно ушла в прошлое. Примечательно, что в Германии подобный тип мотора продержался дольше, чем в других странах Запада, в которых имелась собственная автопромышленность.

Другие автопроизводители разбрелись по разным сторонам от шести цилиндров. В Европе и Японии пошли путем уменьшения их количества, постепенно снизив до четырех, со временем добавив мощности при помощи турбин.

В США, мощные V8 взяли верх над практичными и относительно экономичными «шестерками». С 1950-х по 1970-е годы в Штатах автомобили были монументально огромными, бензин стоил дешево, а значит никаких препятствий для V-образных моторов не было, также как не было места рядным конкурентам.

Со временем под рядные силовые агрегаты в США была отвоевана ниша – автомобили начального уровня, но и они просуществовали не так долго, поскольку их повторно вытеснили «V»-образные моторы.

Почему это произошло? Все дело в том, что автомобили стали компактнее, их капоты тоже стали меньше, а вот зоны деформации и количество электроники, напротив, в современных автомобилях оказалось больше. Все это занимает место, значит нужны более компактные моторы – V6 подходили для этого как нельзя лучше, ведь они были короче на один цилиндр по отношению к своим рядным «сотоварищам», но стоили при этом дешевле своих старших братьев – V8.

Почему Мерседес вновь начал возрождать рядный тип моторов? И в чем его уникальность?

Короткие капоты по-прежнему являются проблемой, но у Mercedes есть несколько технических трюков, которые позволили сократить двигатель «M256» достаточно для того, чтобы «запихнуть» его в сегодняшние «курносые» автомобили.

На обычном двигателе, как известно, мощность мотора приводит в движение все навесное оборудование: гидроусилитель руля, генератор, помпу и компрессор системы кондиционирования. Все это добро приводится в действие через систему ремней и шкивов, расположенных в передней части двигателя. Все это нагромождение занимает много ценного места в пространстве между двигателем и радиаторной решеткой.

M256-й двигатель ушел от стандартной системы. Вместо нее все вспомогательное оборудование приводится в действие электрической 48-вольтовой системой, получившей фирменное наименование «Integrated Starter-Alternator (ISG)», в которой роль стартера и генератора объединена в едином блоке.

Такой подход сделал мотор компактней, но помимо этого, технология ISG также позволила повысить производительность относительно небольшого по объему двигателя и не последнюю роль в этом сыграла технология «интеллектуального турбонаддува» со встроенным электрическим турбокомпрессором и электромотором, который работает в паре с основной обычной турбиной, что устанавливается на CLS53.

Элемент технологии ISG (электромотор, расположившийся между коленчатым валом и КПП)

В зависимости от ситуации и требований, компрессор может помочь раскрутиться турбине или отдать первичный импульс для старта мотора. Интеллектуальная комбинация позволяет нивелировать турбо-яму, которую вы обычно чувствуете между нажатием педали газа и моментом увеличения мощности. То есть когда это необходимо электромотор работает, в качестве стартера и помогает двигателю достигать максимального крутящего момента в самом начале разгона, что обеспечивает автомобилю максимальную тягу на низких оборотах.

Так, что с технической точки зрения – это по-настоящему удивительный агрегат. Однако его уникальность заключается не только в используемых технологиях. Это уникальная конструкция с уходящими в глубокое прошлое корнями. Когда компактные V6 на протяжении 20 лет вытесняли рядные моторы, Mercedes, несмотря на прекращение производства последнего одновременно с уходом на покой лимузина W140 S-Class в 1998 году, не расстался с пониманием исторической связи, и не побоимся сказать – исторической ответственности в сохранении более простой и надежной версии силовых агрегатов.

Единственным конкурентом, который не расстался с рядной концепцией, стала компания BMW. Все остальные производители из Топ-10 либо давно прекратили попытки строительства среднеобъемных рядных двигателей, либо начав их делать достаточно быстро, прекращали. Среди них можно отметить:

Jeep, со своим 4.0-литровым I6, который перешел от него после 2006 года в пользу V6.

General Motors, который создал уникальный для своего времени рядный шестицилиндровый мотор в 2002 году в рамках нового семейства двигателей Atlas. Двигатель просуществовал до 2012 года.

Как избежать дорогостоящего ремонта оппозитного двигателя

Любой оппозитный двигатель имеет плюсы и минусы, что вполне естественно. Чтобы избежать возникновения проблем, устранение которых может потребовать очень серьезные материальные затраты, имеет смысл прислушаться к советам специалистов, и эксплуатировать автомобиль с установленным оппозитным двигателем правильно

Первое, на что стоит обратить пристальное внимание – это точное соблюдение сроков прохождения технического обслуживания, которое должно проводиться на специализированных станциях и только квалифицированным персоналом

Огромную внимательность следует проявлять при выборе моторного масла. Предпочтение следует отдавать только известным брендам, приобретение делать либо в специализированных магазинах с безупречной репутацией, либо в фирменных центрах сервисного обслуживания. Использование некачественного продукта способно доставить немало хлопот чрезмерно экономному водителю. То же можно сказать и о качестве топлива. Горючее, содержащее большое количество «несанкционированных» добавок серьезно уменьшает ресурс двигателя, приводя к необходимости дорогостоящих ремонтных работ.

Многие автовладельцы, приобретающие транспортные средства с оппозитным двигателем, наслышаны о качественной и эффективной системе его охлаждения, поэтому не особо зацикливаются на этом моменте. Не следует нещадно гонять мотор, особенно в теплое время года – самая совершенная система охлаждения может не справиться со своей задачей. В немалой степени способствует затрудненному охлаждению и отсутствие периодической мойки двигателя – скапливающаяся грязь на моторе существенно затрудняет теплоотдачу, способствуя излишнему нагреву.

Несмотря на некоторые сложности, оппозитный двигатель отлично зарекомендовал себя, существенно повышая комфорт и безопасность вождения. При этом следует отметить, что бытующее мнение о крайней дороговизне владения автомобилем с таким мотором явно преувеличены. Для примера можно рассмотреть бренд «Субару», который давно выпускает автомобили именно с таким типом двигателя – они никогда не входили в число машин с чрезмерно дорогим обслуживанием, и многие авто со стандартными моторами обходятся своим владельцам куда дороже. Здесь сказывается и существенная экономия на горючем, которого требуется куда меньше – в зависимости от конкретной модели авто экономия на топливе может доходить до 50%.

Рядные двигатели Скания

Это классика жанра, которая относительно дальнейшего развития двигателей «Скания» имеет будущее. Рядные дизели установливаются практически на все модели магистральных тягачей грузовиках и спецтехники Scania, которые обслуживает техцентр и осуществляет продажу ДВС в сборе и запчасти к ним.

Двигатели Скания, объем 9-л

DSC9, DC-9
мощность- 260-310 л.с.;
крутящий момент, max-1355 Н.м.;
количество цилиндров – 6;
диаметр поршня -115мм.

ГБЦ DSC9 двух клапанные, ТНВД – механический, турбонаддув и интеркуллер.
Один из недорогих и практичных двигателей, давно снятых с производства в конце прошлого столетия, но можно увидеть в комплектации автомобилей, некогда ввезенных в Россию. Соответствовал норам экологичности Евро-2 и устанавливался практически на грузовики Scania 2-3 серий моделей Р(82,92,93); R(92,93); G(82,92,93); F(92,93); К(92,93); Т(92,93) в 1985-1996г.г. Потенциала DSC9 было явно недостаточно для соответствия более высоким нормам экологичности, что стало основанием для перехода на новую модель дизеля объемом 9л. – DC9 с четырех клапанным ГБЦ, который в различных модификациях выпускается в настоящее время и входит в комплектацию грузовиков 4-5 серий моделей P,R,G.

Двигатели Скания объемом 11-л

DC-11
Мощность -340 -380 л.с.
крутящий момент, max-1300Н.м.
количество цилиндров – 6;
диаметр поршня -127 мм (унифицированный).

С 2003 г. Scania начинает устанавливать на грузовики моделей P,R,G новые 11-литровые дизели DC11 Euro-3, 340 и 380 л.с. сменившие устаревшие DSC11 Euro-2 по аналогичной причине. Позже начался выпуск дизеля DSC11 420 л.с. а также совершенно ДВС экзотического для России двигателя «Скания» DSC11 мощностью 470 л.с. оснащенного турбокомпаундом.

Двигатели Скания объемом 12-л.

DC12
Мощность -340 -470 л.с.;
крутящий момент, max-1700-2200Н.м.;
количество цилиндров – 6;
диаметр поршня -127 мм (унифицированный).

К 2007 году компания полностью перешла на производство унифицированных двигателей «Скания» моделей DC11 и 12. При этом, двигатели Scania DC12, в отличии от 11-литровых имеют увеличенный ход поршня, соответственно, и объем. Также, ДВС отличались величиной кривошипа коленвала и длиной шатунов.

Двигатели Скания объемом 12.7-л

DC13 109, DС13 110
Мощность -440, 480 л.с.;
крутящий момент, max 2150-2550Н.м.;
количество цилиндров – 6; диаметр поршня -130 мм.

Эксперты компании SCANIA считают, что ДВС мощностью 440-480 л.с. наиболее востребованы на магистральных грузоперевозках и для строительной спецтехники. Новая линейка двигателей «Скания» в полной мере соответствует мнению экспертов и имеют в своем арсенале дизель DC13 109 440л.с. DC13 110 480л.с. 200 бар – расчетное давление в камерах сгорания которое способен выдержать блок цилиндров DC13. Дополнительную жесткость блоку, придает крышка коренных подшипников, выполненная виде «рамы» – Для перехода в начале 2013 года на стандарт Евро-6 конструкторы компании не пошли по пути создания нового двигателя, а взяли за основу тот же DC13 (серии DC13 115 410л.с., DC13 124 450л.с.). Также, как и при смене предыдущих стандартов экологичности, на надежных и проверенных двигателях устанавливались усовершенствованные топливные системы и системы очистки отработанных газов, можно сказать нарастающим итогом:

Евро-2. Двухклапанная ГБЦ, механический ТНВД;
Евро-3. Четырех клапанная ГБЦ, электронно-управляемые насос-форсунки;
Евро-4. Система рециркуляции отработанных газов EGR (Exaust Gas Recirculation), система Сommon Rail;
Евро-5. Система SQR AdBlue, система Сommon Rail XPI, фильтр-отстойник с электронным подогревом;
Евро-6. Совместное применение противоборствующих технологии – EGR и нейтрализации от отработанных газов мочевиной (EGR+SCR). Сажевый фильтр

Таким образом, все хорошо известные марки двигателей «Скания» – классические рядные «шестерки» имеют долгосрочную перспективу для использования в комплектации магистральных тягачей и грузовиков шведского автопроизводителя и отвечать, при этом, самым высоким стандартам экологичности. Не стоит сомневаться, что V-образные дизели «Скания» так же будут отвечать стандарту Евро-6, хоть и для России это имеет такое же значение, как и санкции ЕС, то есть – никакого.

Много полезной информации для грузоперевозчика содержит расшифровка условного обозначения марок ДВС.

А, перспективы для двигателей Скания следующие: