Двигатели v образного типа, описание появления и использования. Типы двигателей мотоцикла

Типы двигателей внутреннего сгорания в мотоциклах, а также различия.

Начинающие водители иногда думают, что самое главное качество, которое имеют двигатели мотоциклов, — это количество лошадиных сил, и считают, что средство будет ездить хорошо, лишь обладая мощностью более ста сил. Однако, помимо этого показателя, существует множество характеристик, влияющих на качество работы мотора.

Виды двигателей мотоциклов

Бывают двухтактные и четырехтактные моторы, принцип работы которых несколько отличен.

Также на мотоциклах устанавливают разное количество цилиндров.

Помимо родного карбюраторного мотора, часто можно встретить инжекторные агрегаты. И если первый вид мотоциклисты привыкли исправлять самостоятельно, то инжекторный двигатель с прямой системой впрыска своими руками чинить уже проблематично. Давно уже выпускают дизельные мотоциклы и даже с электродвигателем. В статье будут рассматриваться характеристики двигателя мотоцикла карбюраторного типа.

https://www.youtube.com/watch?v=e1lbqglXJaI

Как работает двигатель

В цилиндрах двигателя тепловая энергия сгорающего топлива преобразовывается в механическую работу. При этом движущийся из-за давления газа поршень приводит к вращению коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм состоит из коленчатого вала, шатуна, поршня с кольцами, поршневого пальца, цилиндра.

Различия в конструкции ведут к разной работе двух- и четырехтактного двигателя.

Четырехтактный двигатель

Такие моторы имеют рабочий цикл в четыре такта поршня и два оборота коленвала. Схема двигателя наглядно показывает устройство поршневого ДВС и его рабочий процесс.

При впуске поршень опускается от верхней мертвой точки, засасывая смесь через открытый клапан.
При сжатии поршень, поднимающийся от нижней мертвой точки, сжимает смесь.
При рабочем ходе смесь, загоревшись от электрической свечи, сгорает, и газы перемещают поршень вниз.

При выпуске поршень, поднимаясь, выталкивает отработавшие уже газы через открытый выпускной клапан. Когда им снова достигается верхняя мертвая точка, выпускной клапан закрывается, и все повторяется заново.

Преимуществами четырехтактников являются:

надежность;
экономичность;
менее вредный выхлоп;
небольшой шум;
масло с бензином предварительно не смешивается.

Конструкцию этого вида может отобразить следующая схема двигателя.

Двухтактный двигатель

Объем двигателя мотоцикла этого вида, как правило, меньше, а рабочий цикл занимает один оборот. Кроме того, в нем нет впускных и выпускных клапанов. Эту работу воспроизводит сам поршень, который открывает и закрывает каналы и окна на цилиндрическом зеркале. Также при газообмене применяется картер.

Преимуществами этого двигателя являются:

при одинаковом объеме цилиндра он имеет мощность, превосходящую четырехтактник в 1,5-1,8 раз;

не имеет распределительного вала и клапанной системы;
изготовление обходится дешевле.

Цилиндры и рабочий процесс в них

Рабочий процесс одного и другого двигателя происходит в цилиндре.

Поршень здесь перемещается по цилиндрическому зеркалу или вставной гильзе. Если работает воздушное охлаждение, то цилиндрические рубашки имеют ребра, а при водном охлаждении — внутренние полости.

Коленвал через шатун воспринимает движение поршня, трансформируя его во вращательное, а затем передавая крутящий момент трансмиссии. Также от него начинают работать газораспределительный механизм, насос, генератор и уравновешивающие валы. Коленчатый вал имеет одно или несколько колен в зависимости от количества цилиндров.

В четырехтактном моторе, чтобы цилиндр лучше наполнялся смесью, впуск начинается еще до достижения поршнем верхней мертвой точки, а заканчивается после прохождения им нижней мертвой точки.

Очистка его начинается еще до достижения нижней мертвой точки, а выталкиваются отработавшие газы при движении поршня к верхней мертвой точке. После этого выпускной клапан закрывается, чтобы газы покидали цилиндр.

На моторе этого вида используются следующие типы газораспределительного механизма:

В последнем типе имеется минимальное количество элементов, благодаря чему коленчатый вал может вращаться быстрее. Поэтому DOHC получает все большее распространение.

Четырехтактные моторы имеют более сложную конструкцию по сравнению с двухтактными, так как имеют систему смазки и газораспределительный механизм, отсутствующий у двухтактников.

Тем не менее они стали широко распространяться из-за экономичности и менее вредного воздействия на окружающую среду.

Двигатели мотоциклов чаще всего бывают одно-, двух- и четырехцилиндровыми. Но встречаются агрегаты и с тремя, шестью и десятью цилиндрами. Цилиндры при этом бывают рядными — продольными или поперечными, горизонтальными оппозитными, V-образными и L-образными. Рабочий объем моторов обычно имеют не выше полутора тысяч кубов эти мотоциклы. Мощность двигателя — от ста пятидесяти до ста восьмидесяти лошадиных сил.

Моторное масло

Смазка необходима для того, чтобы между деталями мотора не возникало чрезмерное трение. Она реализуется при помощи моторных масел, имеющих стойкую структуру от воздействия высоких температур и малую вязкость при низких показателях. Помимо этого, они не образуют нагар, не агрессивны к пластмассовым и резиновым деталям.

Масла бывают минеральными, полусинтетическими и синтетическими. Полусинтетика и синтетика стоят дороже, но эти виды предпочитают больше, так как считается, что они полезнее для двигателя. Для двухтактников и четырехтактников применяются разные виды масел. Также они отличаются по степени форсировки.

«Мокрый» и «сухой» картер

В четырехтактных двигателях используют три способа подачи масла:

самотек;
разбрызгивание;
подача под давлением.

Причем большинство трущихся пар смазываются под давлением от масляного насоса. Но есть и те, которые смазываются масляным туманом, образующимся вследствие разбрызгивания кривошипно-шатунного механизма, а также детали, к которым масло стекается по каналам и желобам. При этом поддон картера служит резервуаром. Его называют в этом случае «мокрым».

В других мотоциклах предусмотрена система «сухого» картера, где одной секцией масло откачивается в бак, а другой подается под давлением к местам трения.

В духтактниках смазка происходит маслом, которое находится в парах топлива. Его смешивают с бензином предварительно, или во впускном патрубке оно подается насосом-дозатором. Этот последний вид получил название «система раздельной смазки». Он особенно распространен на зарубежных моторах. В России система входит в двигатель мотоцикла «Иж Планета 5» и «ЗиД 200 Курьер».

Система охлаждения

Когда топливо в двигателе сгорает, выделяется тепло, из которого почти тридцать пять процентов уходит на полезную работу, а остальное рассеивается. При этом, если процесс неэффективен, детали в цилиндре перегреваются, что может привести к их заклиниванию и повреждению. Чтобы такого не произошло, применяется система охлаждения, которая бывает воздушной и жидкостной в зависимости от вида мотора.

Воздушная система охлаждения

В этой системе детали охлаждаются за счет встречного воздуха. Иногда для лучшей работы поверхности цилиндра его головки делают ребристыми. Иногда используется принудительное охлаждение с помощью вентилятора с механическим или электроприводом. У четырехтактников еще и тщательно охлаждают масло, для чего поверхность картера увеличивают и устанавливают специальные радиаторы.

Жидкая система охлаждения

Вариант подобен тому, что устанавливается на автомобилях. Теплоносителем здесь выступает антифриз, который является низкозамерзающим (от минус сорока до минус шестидесяти градусов по Цельсию) и высококипящим (от ста двадцати до ста тридцати градусов по Цельсию). Помимо этого, антифризом достигается антикоррозийный и смазывающий эффект. Чистую воду в этом качестве использовать нельзя.

Перегрев системы охлаждения может быть вызван перегрузкой или загрязнением поверхностей, отводящих тепло. Также в ней могут сломаться отдельные элементы, из-за чего жидкость вытечет. Поэтому за работой охлаждения необходимо постоянно следить.

Система питания

В качестве топлива для карбюраторных мотоциклов используют бензин, октановое число которого не ниже 93.

Двигатели мотоциклов имеют систему питания, в которую входит топливный бак, кран, фильтр, воздушный фильтр и карбюратор. Бензин находится в баке, который в большинстве случаев установлен выше мотора для того, чтобы самотеком поступать в карбюратор. В иных случаях он может подаваться при помощи специального насоса или вакуумного привода. Последний можно встретить на двухтактниках.

В топливном баке имеется крышка со специальным отверстием, куда поступает воздух. Во многих зарубежных мотоциклах, впрочем, воздух попадает через угольные резервуары. А некоторые имеют на крышке замок.

Благодаря топливному крану предотвращается подтекание топлива.

Через воздушный фильтр в карбюратор поступает воздух. Фильтр бывает трех видов.

В компактно-масляном типе воздух поступает в центр, поворачивает на 180 градусов и проходит в фильтр. При этом он очищается при повороте потока, где тяжелые частицы оседают в масле. Таким фильтром снабжен двигатель мотоцикла «Урал» и «Иж». Однако за рубежом используются другие виды, бумажные и поролоновые.

Бумажные фильтры являются одноразовыми. Их необходимо менять на каждом техническом обслуживании.
Поролоновые фильтры многоразовые — их можно промывать и вновь пропитывать маслом.

Спортивные мотоциклы, у которых двигатель 250 кубов и выше, сегодня имеют систему так называемого «прямого впуска», когда забор воздуха происходит спереди обтекателя, благодаря чему наполнение цилиндров на высоких скоростях увеличивается.

Карбюратор и его виды

Это устройство подготавливает и дозирует воздушно-топливную смесь, которая после него перейдет в цилиндр. Современные карбюраторы бывают трех видов:

золотниковые;
постоянного разрежения;
регистровые.

Все отечественные моторы, а также двигатель мотоцикла «Урал» имеют золотниковые карбюраторы. Исключение составляет только «Урал-Восток», на котором установлен карбюратор постоянного разрежения.

В золотниковом карбюраторе ручка газа связана с золотником. Через воздействие на него регулируется поступающий в мотор воздух. С золотником связана конусная игла, которая входит в распылитель. При ее изменении смесь обогащается или обедняется. На распылителе установлен топливный жиклер. А вместе все элементы составляют дозирующую систему.

В карбюраторах постоянного разрежения движение ручки газа передается дроссельной заслонке, которая находится ближе к выходу из карбюратора. Воздух в камере над золотником взаимодействует со смесительной карбюраторной камерой. Так получается, что движение золотника регулируется разряжением во впускном тракте.

Регистровые карбюраторы, которыми снабжены многие иностранные одноцилиндровые четырехтактники, например двигатели Honda, совмещают в себе два предыдущих типа. В нем имеются две смесительные камеры, где в одной золотник приводится от ручки, а в другой — от разрежения в смесительной камере.

Запуск

Для того чтобы завести холодный мотор, необходима обогащенная смесь. В камере некоторых карбюраторов для этого имеется утопитель поплавка. Когда нажимается его стержень, уровень топлива в камере резко возрастает до уровня выше допустимого. Из-за этого топливо начинает перетекать во впускной трубопровод. А часть топлива вытекает наружу. С некоторых пор, правда, конструкции карбюраторов выполняют таким образом, чтобы пары не попадали наружу. Такие конструкции предполагают использование обогатительной смеси, представляющей собой воздушную заслонку или еще один топливный канал. Ее применяют вместо утопителя.

В последнее время четырехтактные двигатели мотоциклов часто имеют систему впрыска топлива на электроуправлении. Она состоит из топливного насоса с электроприводом, аккумулятора, электромагнитных форсунок, электронного БУ, который соединен с различными датчиками, распределительного трубопровода.

Встречаются также системы регулирования моторов, где регулировка систем питания и зажигания объединены, что повышает экономичность и в то же время мощность агрегата.

Основная неисправность системы питания, из-за которой может потребоваться ремонт двигателя мотоцикла, — сокращение или даже прекращение подачи топлива из-за засора. Чтобы этого избежать, используют топливный фильтр. Кроме этого, необходимо следить за состоянием воздушного фильтра и герметичности патрубков.

Система выпуска

Выпускная система состоит из цилиндрического выпускного канала, патрубка и глушителя. В двухтактниках от размеров и формы деталей системы напрямую зависят экономичность и мощность. Поэтому для них используют выпускные системы на каждом цилиндре в отдельности. Они имеют резонатор, патрубок и глушащую насадку.

У четырехтактников выпуском управляют клапаны газораспределительной системы, поэтому резонанс в них особой роли не играет. В них обычно все патрубки сводятся к единственному глушителю.

На некоторых мотоциклах выпуски снабжены каталитическими нейтрализаторами, снижающими токсичность выбросов (они установлены, например, на двигатели Honda и других японских производителей). Такие устройства были разработаны вследствие ужесточающихся требований к отработавшим газам в странах Евросоюза, США и Японии. Для того чтобы предотвратить обратный выброс смеси из цилиндров на холостом ходу и малом вращении коленчатого вала, в выпускных системах многих мотоциклов предусматриваются специальные мощностные клапаны.

moto-manual.com

Ликбез: типы двигателей | Статьи

Бензиновые автомобильные моторы спроектированы таким образом, чтобы демонстрировать высокий крутящий момент на низких и средних оборотах. Ближе к «верхам», которые у стандартного автомобильного движка ограничены 6000-7000 об/мин, крутящий плавно спадает, хотя мощность при этом достигает своего пика. Автомобиль – намного более массивное транспортное средство, чем мотоцикл, и чтобы сдвинуть его с места или уверенно толкать вперед на подъеме, нужно много ньютон-метров. Причем сразу. За максимальной скоростью, которой можно достичь на высоких оборотах, производители семейных седанов и универсалов не гонятся.

С мотоциклетными движками ситуация несколько иная. Она, скажем так, более разнообразна. И здесь все зависит от компоновки мотора.

Моноцилиндр. Самый простой и самый популярный вариант устройства мотоциклетного движка. Чаще всего его можно увидеть на различных эндуро, мотардах и кроссачах. Преимущества одноцилиндрового мотора: компактность, простота конструкции и обслуживания, хороший крутящий момент на низких и средних оборотах. Недостатки: ограничение по объему цилиндра, вибрации, ограниченный рабочий диапазон.

Параллельный твин. Двигатель с двумя цилиндрами, установленными в ряд, можно встретить на круизерах, шоссейниках и кроссоверах. Преимущества: относительная простота обслуживания, эффективное охлаждение, хороший крутящий момент на средних оборотах. Недостатки: ограниченный рабочий диапазон, невысокая максимальная мощность.

V-твин. «Воздушными» вэшками такого формата оснащают все Харли и прочие круизеры. Почему? Во-первых, такой движок красив. Также V-твины, правда, жидкостные, традиционно любят итальянские мотопроизводители, которые научились выжимать из них нешуточные ТТХ. Поэтому следует разделять «воздушники» и «водянки», которые очень сильно отличаются. Преимущества первых: отличный крутящий на низких оборотах, эстетичный внешний вид, простота конструкции. Недостатки: узкий рабочий диапазон, вибрации, недостаточное охлаждение заднего цилиндра. Жидкостные вэшки имеют такие плюсы: широкий рабочий диапазон, высокие мощность и крутящий, узость конструкции. Их минусы: сложность и часто дороговизна обслуживания.

www.bike.ua

Классификация советских мотоциклетных двигателей / Советские мотоциклы / BikeGear.ru

Двигатель мотоцикла М-63 без передней крышки в продольном разрезе

Мотоциклетные двигатели относятся к разряду карбюраторных двигателей, работающих по циклу Отто, следовательно, они являются двигателями с внешним смесеобразованием и работают с предварительным сжатием рабочей смеси, принудительным зажиганием и сгоранием топлива при постоянном объеме. Характерной особенностью мотоциклетных двигателей является, прежде всего, их быстроходность, т. е. большое число оборотов коленчатого вала в минуту. По быстроходности и высокой литровой мощности мотоциклетные двигатели стоят на весьма высоком уровне. Для подтверждения этого достаточно сказать, что некоторые серийные модели, предназначенные для дорожных мотоциклов, имеют литровую мощность до 60 л. с. при 5800— 6500 об/мин., а у специальных двигателей гоночного типа литровая мощность превышает 180 л. с. при 7000—10000 об/мин. и больше. Другими характерными чертами мотоциклетных двигателей являются — малый рабочий объем и число цилиндров. По числу и рабочему объему цилиндров мотоциклетные двигатели подразделяются главным образом на одноцилиндровые с рабочим объемом цилиндра до 350 см3 и двухцилиндровые с рабочим объемом цилиндров до 1300 см3. В мировом парке одноцилиндровые двигатели составляют около 80%, а наиболее распространенный рабочий объем не превышает 350 см3. Двухцилиндровые двигатели составляют не более 15% от общего числа двигателей и имеют рабочий объем чаще всего до 750 см3.

Трехцилиндровые конструкции в мотоциклостроении почти не встречаются, а четырехцилиндровые являются весьма редким исключением. Двигатели с рабочим объемом цилиндра от 35 до 100 см3 применяются для велосипедов и мотовелосипедов; до 500 см3 — обычно для мотоциклов одиночек и от 500 до 1300 см3 — для мотоциклов с колясками. Литраж двигателей определяет габариты, вес и скорости мотоциклов, поэтому, в зависимости от литража двигателей, мотоциклы еще подразделяются на сверхлегкие, легкие, средние и тяжелые. Третья характерная черта мотоциклетных двигателей — воздушное охлаждение. Если серийные малолитражные двигатели стационарного типа, а также двигатели автомобильные и авиационные встречаются как с воздушным, так и с водяным охлаждением, то мотоциклетные двигатели, как правило, имеют только естественное воздушное охлаждение от встречного потока воздуха, без специальных вентиляторов. Водяное охлаждение встречается лишь у некоторых гоночных двигателей с весьма высокой форсировкой, для которых надежный и независимый от внешних условий режим охлаждения является одним из основных требований. По выполнению рабочего процесса мотоциклетные двигатели подразделяются на двухтактные и четырехтактные, причем двигатели, имеющие рабочий объем цилиндра до 250 см3, выполняются обычно двухтактными и одноцилиндровыми, а с большим рабочим объемом — чаще четырехтактными. Это объясняется тем, что двухтактные двигатели до 350 см3 оказываются более целесообразными, несмотря на спою неудовлетворительную экономичность и недостаточную надежность в работе, так как их исключительная простота в устройстве, эксплуатации и уходе, а также сравнительно малый вес и низкая производственная стоимость обусловливают их исключительное применение для мотовелосипедов и легких мотоциклов. Однако нужно заметить, что приведенная градация не всегда соблюдается в указанных пределах. При больших рабочих объемах цилиндра основные недостатки двухтактного двигателя становятся заметными, поэтому для средних и особенно тяжелых мотоциклов, применяются исключительно четырехтактные двигатели.

В схеме одноцилиндрового двигателя силы инерции прямолинейно-возвратно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма уравновешиваются только наполовину, и увеличением противовесов можно лишь перевести силы инерции из вертикальной в горизонтальную плоскость. По схеме б выполнен отечественный четырехтактный двигатель М-72, у которого цилиндры расположены в горизонтальной плоскости и обращены головками в разные стороны, а шатуны соединены с двумя кривошипами, расположенными под углом 180°. При таком устройстве поршни в цилиндрах всегда движутся в противоположных направлениях, поэтому рабочие такты чередуются равномерно и силы инерции уравновешиваются полностью.

Схема в с вертикальными параллельными цилиндрами и двумя коленчатыми валами, соединенными парой зубчатых колес и, следовательно, вращающимися в разные стороны, не обеспечивает хорошее уравновешивание. Эта схема очень удобна при карданном приводе, так как она дает возможность получить прямую передачу в коробке передач путем совмещения осей коленчатого и карданного валов. По схеме г цилиндры располагаются V-образно под углом друг к другу, поэтому рабочие такты чередуются в цилиндрах неравномерно, а силы инерции полностью не уравновешиваются при углах а от 45 до 60°, которые обычно существуют в выполненных конструкциях. При увеличении угла а до 90° наступает почти полное уравновешивание сил инерции, по при этом возрастает неравномерность чередования рабочих тактов и увеличиваются размеры двигателя настолько, что он иногда выходит за габариты рамы, поэтому угол между осями цилиндров обычно не допускается больше 60°. К недостаткам этой схемы относится и неравномерное охлаждение цилиндров, когда они располагаются одни за другим (по ходу мотоцикла) что, впрочем, устраняется при повороте двигателя на 90°, когда плоскость, проходящая через цилиндры, располагается перпендикулярно плоскости движения мотоцикла. В последнем случае можно улучшить уравновешивание двигателя за счет ухудшения равномерности рабочих тактов. Эта схема применяется только для четырехтактных двигателей.

По схемам где цилиндры устанавливаются вертикально и параллельно. В первом случае кривошипы смещены на 180° и, следовательно, поршни движутся в разные стороны, поэтому силы инерции до некоторой степени уравновешиваются; во втором случае кривошипы совмещены, следовательно, поршни одновременно движутся вверх или вниз, поэтому уравновешивание в этой схеме не имеет преимуществ перед схемой одноцилиндрового двигателя.

В отношении равномерности рабочих тактов для четырехтактного двигателя не выгодна, так как дает чередование рабочих тактов непосредственно друг за другом, поэтому ее целесообразно применять только для двухтактных двигателей, а схему е для четырехтактных, так как она в этом случае дает равномерное чередование рабочих тактов.

По своему назначению, степени форсировки и конструктивному оформлению двигатели подразделяются на дорожные, спортивные и гоночные. Каждый из указанных типов, в зависимости от рабочего объема цилиндров, применяется для легких, средних или тяжелых мотоциклов. Дорожные двигатели предназначаются для нормальной эксплуатации на серийных мотоциклах, поэтому являются наиболее распространенными. Они работают на переменных режимах, в основном на средних оборотах и почти всегда с некоторой недогрузкой. Основные требования, которые предъявляются к двигателям этого типа, — надежность и долговечность в работе. Удобство в эксплуатации и простота в обслуживании, экономичность и дешевизна. Этим требованиям в большей или меньшей степени отвечают как двухтактные, так и четырехтактные двигатели, поэтому применяются те и другие с нормальной форсировкой, т. е. степенью сжатия до 6 и литровой мощностью до 35—38 л. с. при 4000—5000 об/мин. Двухтактные конструкции выполняются с рабочим объемом цилиндра до 350 см3, обычно имеют кривошипно-камерную продувку и симметричную диаграмму распределения.

Схема одпоканальной поперечной продувки 1 основана на применении поршня с дефлектором, в современных конструкциях почти не применяется, так как является мало эффективной. Системы противоположных, возвратных или крестовидных продувок: двухканальной 2 и 3, трехканальной 4 и 5 или четырехканальной 6, имеют широкое распространение. Для этих систем применяются поршни со сферическим или коническим днищем, имеющим иногда направляющие каналы, причем продувка происходит или через окна, имеющиеся на боковой поверхности поршня, что способствует его лучшему охлаждению, или через вырезы па юбке поршня. Во всех случаях свежая смесь всасывается в кривошипную камеру картера через окна в цилиндре, открываемые нижней кромкой поршня. Наибольшее распространение имеет продувка у советских двухтактных двигателей К-125 и ИЖ-350.

Четырехтактные конструкции выполняются с нижними и верхними клапанами. Спортивные двигатели предназначаются для установки на мотоциклы с повышенной динамикой и рассчитываются не только на условия эксплуатации дорожных двигателей, но также на длительную и напряженную работу, близкую к режиму полной мощности. Эти двигатели имеют среднюю форсировку, т. е. степень сжатия до 7,5 и литровую мощность до 70 л.с. при 5000— 6000 об/мин. Для них обычно применяется топливо с повышенным октановым числом и более развитое оребреине головок и цилиндров для лучшего охлаждения. В большинстве случаев двигатели выполняются четырехтактными с верхними клапанами и более сильными клапанными пружинами по сравнению с двигателями дорожными.

Механизм распределения с укороченным штанговым приводом

Привод к клапанам осуществляется от верхнего распределительного вала, или укороченными штангами. В этих случаях силы инерции в механизме распределения меньше, поэтому число оборотов двигателя может быть повышено.

Гоночные двигатели предназначены для специальных гоночных мотоциклов, на которых устанавливаются рекорды скорости в различных спортивных соревнованиях. Основным требованием, предъявляемым к гоночным двигателям, является достижение наибольшей литровой мощности при кратковременной или длительной работе двигателя. Решение этих задач требует максимальной форсировки двигателей по оборотам и среднему эффективному давлению при одновременном достижении надежности работы на режиме максимальной мощности, поэтому гоночные двигатели представляют большой интерес, с точки зрения подбора наивыгоднейших конструктивных и эксплуатационных параметров.

Однако они появляются характерными для серийных мотоциклетных двигателей, так как отличаются от них огромной тепловой и динамической напряженностью. Достаточно сказать, что для гоночных двигателей применяются степени сжатия более 14, число оборотов доводится до 10000 об/мин. и более, а литровая мощность превышает 180 л.с. Для достижения таких высоких показателей используются все средства, имеющиеся в распоряжении конструктора, и проводится тщательная доводка двигателей на испытательных стендах для подбора наивыгоднейших параметров. Гоночные двигатели выполняются двухтактными и четырехтактными с усиленной конструкцией криво- шипно-шатунного механизма, механизма распределения, усиленными подшипниками и другими деталями, испытывающими большие нагрузки. Для уменьшения потерь на трение и отвода тепла от трущихся деталей применяются эффективные системы смазки. Органы распределения проектируются с увеличенным время-сечением, а газовые каналы спрямляются и хорошо полируются для получения наибольшего весового наполнения двигателей на высоких оборотах, причем нередко используется инерционный наддув путем подбора колебательных процессов в системе впуска рабочей смеси. Для двухтактных конструкций применяется наиболее совершенная прямоточная продувка с двухпоршневым кривошипным механизмом, дающим возможность получить несимметричную диаграмму распределения. Прямоточная продувка и несимметричная диаграмма распределения.

При указанной системе распределения резко снижается коэффициент остаточных газов и повышается коэффициент наполнения двигателей. Для" уменьшения их тепловой напряженности и сил инерции в кривошипно-шатунном механизме иногда применяются четырехцилиндровые конструкции с малым рабочим объемом цилиндров и термосифонным водяным охлаждением, как это имеет место на советских гоночных двигателях С2Б и ГК-1. Это дает возможность повысить и степень сжатия.

Для достижения большей эффективности рабочего цикла за счет увеличения давления всасывания, применяются поршневые или коловратные нагнетатели. Четырехтактные гоночные двигатели выполняются одноцилиндровыми, двухцилиндровыми и четырехцилиндровыми, без нагнетателей и с нагнетателями, которые применяются главным образом для многоцилиндровых двигателей. Механизм распределения двигателей проектируется с расчетом уменьшения сил инерции, так как силы инерции в первую очередь ограничивают число оборотов двигателя. Клапанные пружины применяются всегда усиленного типа и часто шпилечные, дающие наилучшие результаты. Два распределительных валами, кулачки которых непосредственно действуют на наконечники стержней клапанов, имеет наименьшие силы инерции и поэтому является лучшей.

www.bikegear.ru

v образный двигатель

История автомобиля может служить своеобразной демонстрацией пытливости и настойчивости человеческого ума. Казалось бы, изобрели в 1883 году Даймлер с Майбахом двигатель внутреннего сгорания (одноцилиндровый), так пользуйтесь люди. Нет же, сразу обнаружились недостатки – маломощный он, нужен посильней. И процесс пошел – моторы стали больше и сильнее, число цилиндров начало увеличиваться, появились новые варианты их компоновки, одной из которых явился V образный двигатель.

О ДВС и его типах

Двигатель внутреннего сгорания может быть с внешним образованием топливной смеси (бензиновый) и с внутренним смесеобразованием – дизельный. Все они являются четырехтактными, и это надо отметить как одно из свойств, которыми обладает такой двигатель. Первый двигатель был мощностью чуть больше одной лошадиной силы, что оказалось явно недостаточно для его практического использования. Он был одноцилиндровый, само собой напрашивалось решение увеличить число цилиндров для увеличения мощности.

А как только число цилиндров становится больше одного, возникает вопрос, об их расположении. Невзирая на то, бензиновый это или дизельный двигатель, возможны такие варианты:

рядный, все цилиндры располагаются друг за другом на одной линии;
V образный, в нем цилиндры находятся под острым углом (обычно шестьдесят или девяносто градусов) друг относительно друга;
оппозитный, его можно считать частным случаем V образного. В нем цилиндры находятся под углом 180°. Такой двигатель чаще всего используют в конструкции мотоцикла;
W образный, его можно рассматривать как комбинацию оппозитного и V образного, установленного поверх оппозитного, и работающих на один коленчатый вал;
звездообразный, это своеобразная комбинация из нескольких V образных двигателей, в которой цилиндры располагаются под углом между собой по всей окружности и работают на один коленвал. Используется в основном в самолетостроении.

Некоторые из этих вариантов построения двигателей можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

1- рядный; 2 – V образный; 3 – оппозитный; 4 – совмещенный V образный и рядный двигатель; 5 – W образный; 6 – совмещенный в W образной компоновке.Для каждого из перечисленных вариантов свойственны свои достоинства и недостатки, но в настоящий момент более подробно будут рассмотрены V образные двигатели.

О конструкции V образного двигателя

Что собой представляет современный V образный двигатель, можно понять, посмотрев приведенное фотоДаже беглого взгляда достаточно для понимания, какое это сложное изделие. Тем не менее, его можно считать закономерным этапом в развитии, которое прошел двигатель, в первую очередь, имея ввиду его практическое использование для автомобиля и мотоцикла.

После того, как резервы роста мощности, заложенные в увеличении диаметра цилиндра, были исчерпаны, стало расти их число. Тогда мотор начали делать с использованием нескольких цилиндров. Проще всего их оказалось разместить в ряд друг за другом. Так появился рядный двигатель, как бензиновый, так и дизельный.

Казалось бы, все хорошо, наращивай число цилиндров и увеличивай отдаваемую мотором мощность. Но при этом растут его габариты, а если учесть, что основное применение было рассчитано на конструкцию автомобиля и мотоцикла, то большой двигатель туда не помещался. В ходе проведения всех таких работ было установлено, что для автомобиля оптимальным является рядный четырех- или шестициндровый силовой агрегат. Такие двигатели используются также в настоящее время, как самые простые в производстве.

Появление v образного двигателя

Борьба за компактность привела к тому, что родился V образный двигатель, в нем цилиндры размещены под углом. Такое расположение позволило решить как минимум две задачи:

уменьшить габариты мотора, правда, надо отметить, что уменьшение длины сопровождалось увеличением ширины;
увеличить число цилиндров в одном моторе.

Однако следствием такого технического решения стало усложнение конструкции силового агрегата. Если для рядного требуется один блок цилиндров и один газораспределительный механизм, то для V образных силовых агрегатов их число увеличивается как минимум вдвое. Это приводит к значительному усложнению производства.

Кроме уже отмеченных, есть и другие недостатки, присущие V образной компоновке, но они тем или иным способом решаются, и на сегодняшний день такой силовой агрегат является чрезвычайно распространенным в мире моторов. В то же время, кроме использования на легковом автомобиле у таких моторов есть и другие варианты применения, для примера можно остановиться на следующих:

V образный мотор на мотоцикле

Особого внимания заслуживает оппозитный двигатель как разновидность V образного. Такая его конструкция оказалась подходящей для мотоцикла, хотя некоторые производители применяют его в автомобилях.Первоначально, в течение длительного времени для мотоцикла хватало одноцилиндрового мотора. Однако проблема роста мощности силового агрегата коснулась и мотоцикла, вследствие чего на нем появился V образный мотор (2-цилиндровый). Сейчас можно только отметить – в конструкции мотоцикла характерно использование большого числа самых разнообразных типов моторов. Но стоит учесть, в настоящее время для всех видов мотоцикла характерно увеличение числа цилиндров, что позволяет поднять общую, «литровую» мощность мотора.

При этом наблюдается все большее использование четырехтактных моторов для мотоцикла, двухтактные из-за своей низкой надежности и ограниченном ресурсе остаются только в мотогонках. А для многоцилиндровых двигателей в условиях ограниченного места, характерного для мотоцикла, наиболее приемлемым будет применение V образного мотора.

Конечно, у мотоцикла есть свои, присущие только ему особенности, но это не имеет отношения к его типу. А V образные многоцилиндровые, в том числе и оппозитные моторы, используемые при создании мотоцикла, не собираются уступать свое место другим.

V образный дизель

На сегодняшний день наибольшей популярностью в Европе пользуются автомобили, в которых применяется дизельный силовой агрегат. Обусловлено это его высокой экономичностью, а также отличными эксплуатационными показателями. Как пример можно привести дизельный двигатель TD6.По своим техническим характеристикам он соответствует самым высоким требованиям, этот дизельный мотор имеет шесть, расположенных по V образной схеме, цилиндров, общий объем может составлять до 2,7 литров, он способен развивать мощность до двухсот семи л.с., обеспечивая крутящий момент до четырехсот сорока Нм. При этом его вес не превышает двухсот двух кг.

Не касаясь других его характеристик, используемых в конструкции технических решений, стоит просто отметить, что по экспертным оценкам подобный дизельный силовой агрегат является несомненным лидером в классе шестицилиндровых V образных дизелей.

Однако это не единственный пример применения подобной концепции в построении двигателей. В тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно компактных размерах, чаще всего находит применение аналогичный дизельный силовой агрегат. Вот пример из прошлого столетия – 12 цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, устанавливаемый на легендарных танках Т-34. Это не единственный случай – высокая мощность и относительная компактность делает V образный двигатель незаменимым при создании самых разных устройств – от автомобилей до танков.За не такую уж и длительную историю развития ДВС, были разработаны разные его модификации, отличающиеся различным исполнением и сложностью. Тем не менее, несмотря на все имеющиеся трудности в производстве и недостатки конструкции, V образный двигатель в настоящее время является одним из самых массовых вариантов ДВС.