VR-образный шестицилиндровый двигатель. Свойства и принцип действия двигателя VR

Где используют V-образные двигатели

Если говорить откровенно, то популярность такого движка обусловлена тем, что он может использоваться буквально в любой сфере и устанавливаться на любое транспортное средство. Так, V-двигатели можно встретить в областях производства автомобилей, постройки кораблей и самолетов. Многие «V» сегодня ставят на мощные модели мотоциклов.

В общем, все зависит только от того, какие именно мощности требуются и для каких целей. Но, в большинстве случаев, V-движки идеально подходят для обеспечения выполнения поставленных задач.

Немаловажным остается и то, какое количество цилиндров в двигателе и как они расположены, ведь от этого зависит сила вибрации при работе, плавность и сбалансированность.

W-образный двигатель в современном автомобилестроении

Современное автомобилестроение является одной из наиболее развитых областей промышленности, и постоянно совершенствующиеся конструкции автомобилей и автомобильных двигателей предоставляют потребителям широчайший выбор машин практически с любым типом двигателя.

Одним из наиболее популярных типов двигателей, применяемых как на легковых автомобилях, так и на кроссоверах и внедорожниках, в нынешнее время является W-образный двигатель, выпускаемый практически всеми ведущими мировыми автопроизводителями.

W-образный двигатель со своей компоновкой позволяет уменьшить высоту двигательного отсека автомобиля, что сказывается положительным образом на аэродинамических свойствах кузова.

Современный W-образный двигатель в основном устанавливается на мощные модели автомобилей. Ведь в большинстве случаев такой тип двигателя выпускается не менее чем в шестицилиндровом варианте. Кроме шестицилиндровых, на автомобили устанавливаются восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели, позволяющие получать большой крутящий момент и максимальные показатели мощности.

W-образные двигатели подразделяются на бензиновые и дизельные, при этом дизельные моторы имеют гораздо более высокие показатели крутящего момента и более низкий расход топлива, чем бензиновые типы двигателей.

Несмотря на то, что дизельные двигатели изначально обладают более высокой ценой, эти силовые агрегаты полностью оправдывают свою стоимость, ведь при длительной эксплуатации автомобиля с таким двигателем видимая переплата будет компенсирована экономией на материальных затратах на топливо.

В большинстве бензиновых двигателей этого типа применяется система непосредственного впрыска топлива, при этом на каждый цилиндр устанавливается своя отдельная форсунка, которая позволяет получать существенную экономию топлива. Кроме этого, для дополнительной экономии на данный тип двигателей устанавливаются системы дожига топлива, которые позволяют экономить до 5% горючего.

Для увеличения мощности как бензиновые двигатели, так и дизельные их собратья могут оборудоваться одной или двумя турбинами, которые, в зависимости от степени сжатия, позволяют увеличить мощность двигателя на 25-40 процентов.

Но W-образный двигатель — это сложный и дорогой в обслуживании силовой агрегат, поэтому все автомобили с этим типом силовой установки находятся в более высокой ценовой категории по сравнению с машинами, имеющими двигатели классической компоновки.

V-образный двигатель применяется в большинстве мощных внедорожников, легковых автомобилях бизнес-класса, представительского класса и спортивных автомобилях, что позволяет получать незабываемое впечатление от быстрой езды.

Также стоит отметить и то обстоятельство, что в последнее время W-образные двигатели стали применяться и в современных гибридных силовых установках, что позволило существенно снизить расход топлива при поездках в городском режиме передвижения.

Виды и модификации V-двигателя

Чаще всего классификация автомобильных двигателей происходит исходя из порядка работы. Когда мы говорим о V-двигателях, порядок оказывается совершенно не важным, так как разделение на типы и классы идет исключительно по количеству цилиндров в движке и особенностях их расположения относительно друг друга.

Наиболее распространенными считаются движки, которые имеют угол расположения цилиндров в сорок пять и девяносто градусов. Также популярен и шестидесяти градусный угол. Чаще всего их можно встретить в серийных автомобилях и мотоциклах.

Основная классификация V-образных моторов в современном автопроизводстве выглядит следующим образом – бюджетные и серийные автомобили среднего класса используют V2 и V6. Среди производителей спортивных машин чаще всего можно встретить обычный или турбированный V8. Также существуют «V» 3, 4, 5, 10, 12, 14, 16, 18, 20 и 24.

Как появился этот вид двигателей?

Традиционным двигателем считается рядный, и когда-то увеличение мощности осуществлялось только путем увеличения объема цилиндров. Но, разумеется, всему есть свой предел, так же как и размерам цилиндров. В этой свези, конструкторы вынуждены были придумать новый способ увеличения мощности, но в то же время, сохраняя габариты мотора. И выход был найден, для получения большей мощности были созданы двигатели с 6-цилиндрами, что, пожалуй, является максимальным количеством для легкового автомобиля.

Однако и этого стало недостаточно, поэтому спустя некоторое время удалось сделать еще одно открытие – двигатель, в котором цилиндры располагались под углом напротив друг друга, то есть V-образный мотор. Его конструкция позволяла сэкономить драгоценное место под капотом, и в результате широкое распространение получает как 6 цилиндровый v образный двигатель, так и 8-цилиндровый, что является идеальным сочетанием между габаритами и мощностью мотора.

Развитие V-образных двигателей

Большинство специалистов уверены, что в будущем наиболее распространенными моторами во всех моделях и классах машин станут именно V-двигатели. Конечно, недостатки у них есть, но уже сегодня все они постепенно нивелируются за счет новых разработок автопроизводителей.

Более того, их конструкция значительно более удобна для различных модификаций – любой V-движок, который эксплуатируется в наше время, еще не до конца доработан, в плане использования всего потенциала. То есть, с 1905 года, когда первые был приобретен патент на такой вид мотора, до сегодняшнего дня, когда автомобилестроение достигло небывалых высот, у V-образного двигателя все еще впереди. В ближайших планах переработка конструкции и снижение стоимости, чтобы была возможность оснащать даже бюджетные серийные авто популярных производителей.

Принцип действия двигателя VR

VR- это новое обозначение двигателя для рядных агрегатов. «VR», — два немецких слова, где V-образный и R-рядный. V-образный двигатель с малым экстремальным углом 15° и рядным двигателем разработан немецкой и представляет симбиоз двигателя. В V — образном двигателе под углом развала 15° размещены шесть цилиндров. Стандартный и традиционный V — образный двигатель с углом 60° или 90° отличается от двигателя VR. Двигатель VR компактнее, меньше по ширине, чем шестицилиндровый V-образный и по длине меньше, чем шестицилиндровый рядный. На автомобилях Sharan, Volkswagen Passat, Vento, Corrado, Jetta, Golf устанавливался с 1991 года. Благодаря небольшому углу развала VR-образный двигатель может уменьшить поперечный и продольный размер агрегата. VR5 и VR6 получили распространение. (R) рядный двигатель — компоновка при помощи которой цилиндры расположены на одной плоскости. При малом количестве цилиндров используется (R2, R3, R4, R5 и R6). Шестицилиндровый рядный двигатель легко поддается снижению вибраций, но он довольно длинный. Двигатель V-образный, у которого цилиндры находятся в двух плоскостях так, что напоминают латинскую букву V. И поэтому этот угол между плоскостями получил название угол развала двигателя с обозначением латинской буквы V. У V — образного двигателя всегда четное число цилиндров, при этой компоновке уменьшается у двигателя длина, а ширина увеличивается. Редко встречаются двигатели V4, V10, V12, V16. Самыми распространенными считаются двигатели с компоновкой V6 и V8.

На равномерность чередования рабочих ходов в V-образных четырехтактных дви­гателях влияет не только расположение шатунных шеек коленчатого вала, но и угол между осями цилиндров. Для получе­ния оптимальной равномерности хода двухрядного двигателя этот угол, назы­ваемый углом развала, должен быть в 2 раза меньше угла между шатунными шейками:

γ = δ/2,

где б — угол развала между цилиндрами. В этом случае угол чередования рабо­чих ходов определяется по формуле

φ = 720/(2i)

Шестицилиндровые V-образные двига­тели (рис. 2.8, а)

с углом развала 90 ° и углами между шатунными шейками 120° имеют порядок работы 1-4-2-5-6-3. Особенностью двигателя является крепле­ние на одной шатунной шейке двух шатунов. В этом случае одноименные такты в цилиндрах чередуются неравно­мерно через 90 и 150°. На таких двигателях для повышения равномерности хода устанавливают маховики с повышен­ным моментом инерции (на 60…70~% большим, чем у рядного двигателя). Примером подобного двигателя является двигатель ЯМЗ-236М автомобиля МАЗ-5335.

Восьмицилиндровые V-образные двига­тели (рис. 2.8, б

) автомобилей ГДЗ-53-12, ЗИЛ-431410. КамАЗ-5320 (рис. 2.9 и 2.10) выполнены с уг­лом развала 90°. Следовательно, чередо­вание рабочих ходов осуществляется через 90 ° и на каждой шатунной шейке крепится два шатуна. Шатунные шейки коленчатого вала располагаются кресто­образно под углом 90 °. В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе за два обо­рота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов. Перекрытие рабочих ходов в этом случае составляет 90 °, что обес­печивает равномерное вращение коленча­того вала. Порядок работы цилиндров такого двигателя: 1-5-4-2-6-3-7-8.

Порядок работы во многом определяет конструкцию двигателя, в частности кон­струкцию механизма газораспределения, системы зажигания в карбюраторном дви­гателе и топливной аппаратуры в дизеле.

Рис. 2.8. Схема четырехтактных V-образных двигателей:

а

—шестицилиндрового;
б
— восьмицилиндрового

Рис. 2.9. Продольный разрез дизеля КамАЗ-740.10 автомобиля КамАЗ-5320:

1

—вентилятор;
2
—гидромуфта привода вентилятора;
3
—генератор;
4
—ручной топливоподкачивающий насос;
5
—топливный насос высокого давления;
6
—компрессор;
7
—фильтр тонкой очистки топлива;

8

—шестерня привода топливного насоса;
9
—распределительный вал;
10
—коленчатый вал;
11
—маховик;
12
—шатунная шейка коленчатого вала;
13
—масло-приемник;
14
—поддон;
15
—масляный насос

Рис. 2.10. Поперечный разрез двигателя КамАЗ-740.10 автомобиля КамАЗ-5320:

1—

поддон;
2 —
полнопоточный масляный фильтр;
3
—коленчатый вал;
4
—шатун правого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров;
5
—поршень с порш­невыми кольцами;
6
—головка цилиндра;
7
—фор­сунка;
8 —
коромысло;
9
—впускной трубопровод;
10
—ручной топливоподкачивающий насос;
11
—топ­ливный насос высокого давления;
12
—выпускной клапан;
13
—выпускной трубопровод;
14
—поршневой палец;
15
—распределительный вал;
16
—шатун ле­вого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров;
17
—масляный насос

Тема № 3

КШМ.