Поради для всіх
» » Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Додано: 07.10.16
Автор: admin
Рубрика: Авто поради
В даний час існує декілька варіантів силових агрегатів в залежно від компонування і кількості циліндрів. Двигун V8 відноситься до моторів вищого рівня для легкових машин, так як їм оснащують спортивні та елітні моделі. Тому вони не дуже поширені, але затребувані.

Визначення

Двигун V8 являє собою силовий агрегат з V-образним розташуванням циліндрів у два ряди по чотири і загальним коленвалом.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Передумови створення

На початку минулого століття не було прямого зв'язку між об'ємом мотора і кількістю циліндрів. Проте згодом такі фактори, як збільшення оборотів і потужності, а також прагнення до зниження вартості призвели до введення середнього об'єму циліндра. До того ж з'явилося таке поняття, як літрова потужність. Таким чином, вони зв'язали потужність двигуна з кількістю циліндрів. Тобто кожен циліндр має певний обсяг, а з конкретного значення обсягу знімають певну потужність. Причому ці характеристики оптимізовані, тобто виходити за їх межі при серійному виробництві невигідно. Таким чином, невеликі масові моделі стали оснащувати моторами малого об'єму з невеликою кількістю циліндрів, а для досягнення високої потужності знадобилося створювати багатоциліндрові силові агрегати більшого обсягу.


Історія

Перший двигун V8 запустили у виробництво в 1904 р. Він був розроблений двома роками раніше Леоном Левассером. Однак його не застосовували для автомобілів, а встановлювали на літаки і невеликі судна. Перший автомобільний двигун V8 об'ємом 3536 см 3 випустила фірма Rolls-Royce. Однак вона побудувала лише 3 автомобіля, оснащених їм. У 1910 р 7773 см 3 V8 був представлений виробником De Dion-Bouton. І хоча автомобілів, оснащених їм, було випущено також зовсім небагато, в 1912 р його представили в Нью-Йорку, викликавши великий інтерес. Після цього створенням таких двигунів зайнялися американські виробники.


Першою щодо масово виробляти автомобілі з двигуном V8 стала фірма Cadillac в 1914 р. Це був нижньоклапанний мотор об'ємом 5429 см 3 . Існує думка, що його конструкція була скопійована з згаданого вище французького силового агрегату. У перший рік випустили приблизно 13000 автомобілів, оснащених їм. Через 2 року свою версію V8 об'ємом 4 л представив Oldsmobile. В 1917 р Chevrolet також почав випуск 47 л V8 однак у наступному році виробник увійшов до складу GM, підрозділами якого були і дві згадані вище фірми. Однак Chevrolet, на відміну від них, зорієнтували на випуск економічних автомобілів, на які передбачалося встановлювати більш прості двигуни, тому виробництво V8 зупинили. Всі розглянуті вище двигуни встановлювали на дорогі моделі. Вперше в масовий сегмент їх перенесла фірма Ford 1932 р на Model 18. Більш того, даний силовий агрегат мав значне технічне нововведення. Він був оснащений литим чавунним блоком циліндрів, хоча до цього виробництво таких деталей деякі вважали технічно неможливим, тому циліндри були відокремлені від картера, що ускладнювало і здорожувало їх виготовлення. Для створення цілісної деталі потрібно удосконалити технологію лиття. Новий силовий агрегат назвали Flathead. Його виробляли до 1954 р.
У США особливо велике поширення двигуни V8 знайшли в 30-е рр. Вони стали настільки популярними, що такими силовими агрегатами оснащували всі класи легкових автомобілів, крім субкомпактного. А авто з двигуном V8 до кінця 1970-х рр. становили 80% всіх вироблених у США. Тому багато терміни, пов'язані з цими силовими агрегатами, американського походження, а V8 у багатьох все ще асоціюються з американськими автомобілями.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8
У Європі ці двигуни не набули такої популярності. Так, в першій половині минулого століття ними оснащували лише штучно випускаються елітні моделі. Тільки в 50-ті рр. почали з'являтися перші серійні восьмициліндрові мотори або автомобілі з двигуном V8. І то деякі з останніх оснащували силовими агрегатами американського виробництва.

Компонування

На початку минулого століття зустрічалися досить незвичайні для сучасності схеми двигунів, наприклад, семицилиндровие, рядні восьмициліндрові та зіркоподібні. З упорядкуванням конструкції моторів, завдяки введенню названих вище принципів, кількість циліндрів було тепер визначено для двигунів залежно від їх потужності. І далі, виникло питання про оптимальне їх розташуванні. Першим з'явився найбільш простий варіант компонування — рядне розташування циліндрів. Такий вид передбачає їх встановлення в ряд один за одним. Однак дана компонування актуальна для двигунів з числом циліндрів не більше шести. При цьому найбільш поширені чотирициліндрові варіанти. Двох - і трициліндрові мотори зустрічаються відносно рідко, хоча і з'явилися ще на початку XX ст. Пятицилиндровие двигуни також не особливо поширені, до того ж вони були розроблені лише в середині 70-х рр. рядні Шестициліндрові мотори в даний час втрачають популярність. Рядну компонування восьмицилиндрових двигунів перестали застосовувати ще в 30-х рр.
Застосування V-подібної схеми для моторів з великою кількістю циліндрів обумовлено компоновочними міркуваннями. Якщо використовувати рядну компонування для багатоциліндрових силових агрегатів, то вони вийдуть занадто довгими, і виникає проблема з їх розміщенням під капотом. Зараз найбільш поширена поперечна компоновка, а розмістити рядний навіть шестициліндровий силовий агрегат таким чином дуже складно. В даному випадку найбільші проблеми виникають з розміщення коробки передач. Саме тому такі двигуни поступилися в поширеності V6. Останні можна розташувати як уздовж, так і впоперек.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Застосування

Розглянуту схему найчастіше використовують на двигунах великого об'єму. Їх встановлюють в основному на спортивні та преміальні моделі серед легкових автомобілів, а також на важкі позашляховики, вантажівки, автобуси, трактори.

Характеристики

До осноновним параметрами V8 відносять об'єм, потужність, кут розвалу, врівноваженість.

Обсяг

Даний параметр є одним з основних для будь-якого двигуна внутрішнього згоряння. На початку історії ДВС не було ніякого зв'язку між об'ємом мотора і кількістю циліндрів, а середній обсяг був значно вище, ніж зараз. Так, відомі 10 л одноциліндровий мотор і 23 л шестициліндровий. Проте пізніше були введені вище згадані нормативи об'єму циліндра і залежність між об'ємом і потужністю. Як було сказано, що розглядається компонування застосовують в основному для багатолітрових силових агрегатів. Тому об'єм двигуна V8 зазвичай становить не менше 4 л. Максимальні значення цього параметру для сучасних двигунів легкових автомобілів і позашляховиків досягають 85 л. На вантажівки, трактори і автобуси встановлюють більш об'ємні силові агрегати (до 24 л).
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Потужність

Дана характеристика двигуна V8 може бути визначена на основі питомої літрової потужності. Для бензинового атмосферного мотора вона становить 100 л. с. Таким чином, 4 л мотор має потужність в середньому 400 л. с. Отже, варіанти більшого обсягу могутніше. У разі застосування деяких систем, особливо наддуву, літрова потужність значно зростає.

Кут розвалу

Цей параметр актуальне лише для двигунів V-подібної компоновки. Під ним розуміють кут між рядами циліндрів. Для більшості силових агрегатів він становить 90°. Поширеність такого розташування циліндрів пояснюється тим, що воно дозволяє досягти низького рівня вібрацій і оптимального підпалу суміші і створити низький і широкий двигун. Останнім сприятливо позначається на керованості, так як такий силовий агрегат сприяє зниження центру тяжіння.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8
Дещо рідше зустрічаються мотори з кутом розвалу 60?. Значно менше двигунів з ще більш мінімальним кутом. Це дозволяє знизити ширину двигуна, однак, на таких варіантах складно гасити вібрації. Існують двигуни і з розгорнутим кутом розвалу циліндрів (180). Тобто їх циліндри розташовані в горизонтальній площині, а поршні рухаються назустріч один одному. Однак такі двигуни називають не V-образними, а опозитними і позначають літерою B. Вони забезпечують дуже низький центр тяжіння, внаслідок чого такі двигуни встановлюють в основному на спортивні моделі. Однак вони відрізняються великою шириною, тому опозитні двигуни зустрічаються рідко через складність розміщення.

Вібрації

Дані явища в будь-якому випадку проявляються при роботі поршневого ДВЗ. Проте конструктори прагнуть максимально знизити їх, так як вони не тільки позначаються на комфорті, але і при надмірному рівні можуть призвести до пошкодження та руйнування двигуна. При його функціонуванні діють різноспрямовані сили і моменти. Для зниження вібрацій необхідно врівноважити їх. Одним з рішень цього є конструювання двигуна таким чином, щоб моменти і сили були рівними і різноспрямованими. З іншого боку, досить доопрацювати лише коленвал. Так, можна змінити розташування його шийок і встановити на ньому противаги або використовувати балансирні вали протиобороту.

Врівноваженість

Насамперед, слід зазначити, що серед поширених двигунів врівноважені лише два типи — рядні і опозитні, причому шестициліндрові. Мотори інших компоновок розрізняються за даним показником. Що стосується V8 вони дуже добре врівноважені, а особливо варіанти з прямим кутом розвалу циліндрів і розташованими в перпендикулярних площинах кривошипами. Додатково надається плавність завдяки можливості забезпечення рівномірного чергування спалахів. Такі двигуни мають всього два неврівноважених моменту на щоках крайніх циліндрів, які можуть бути повністю скомпенсовані двома противагами на коленвале.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Переваги

V-подібні двигуни відрізняються від моторів з рядною компонуванням підвищеним крутним моментом. Цьому сприяє схема двигуна V8. На відміну від рядного двигуна, де напрямок сил прямо перпендикулярно, в розглянутому двигуні вони впливають на вал з двох сторін по дотичній. Завдяки цьому створюється значно велика інерція, що надає валу динамічне прискорення. До того ж колінчастий вал V8 відрізняється підвищеною жорсткістю. Тобто цей елемент міцніше, тому більш довговічний і ефективний при роботі на граничних режимах. А також це розширює діапазон робочих частот двигуна і дозволяє швидше набирати обертів. Нарешті V-подібні двигуни більш компактні в порівнянні з рядними. Причому вони не тільки коротше, але і нижче, що видно по фото двигуна V8.

Недоліки

Мотори розглянутої компонування відрізняються складною конструкцією, що зумовлює високу вартість. Крім того, при відносно невеликих довжині і висоті, вони широкі. Також вага двигуна V8 великий (від 150 до 200 кг), що викликає проблеми з різною вагою. Тому їх не встановлюють на невеликі автомобілі. До того ж такі мотори мають значний рівень вібрацій і складні в балансуванні. Нарешті, вони затратні в експлуатації. По-перше, це обумовлено тим, що пристрій двигуна V8 досить складне. До того ж він має велику кількість деталей. Тому ремонт двигуна V8 складний і доріг. По-друге, такі двигуни характеризуються високою витратою палива.
Двигун V8: характеристика, фото, схема, пристрій, об'єм, вагу. Автомобілі з двигуном V8

Сучасний розвиток

В розвитку всіх двигунів внутрішнього згоряння останнім часом спостерігається тенденція до підвищення ефективності, економічності. Цього досягають шляхом зниження обсягу та застосування різних систем на зразок безпосереднього вприскування палива, турбонаддуву, змінюваних фаз газорозподілу і т. д. Це призвело до того, що великі двигуни, в тому числі і V8 поступово втрачають популярність. Багатолітрові мотори тепер замінюють на турбовані двигуни меншого обсягу. Це особливо торкнулося версій V12 і V10 які замінюють на наддувні V8 а останні — на V6. Тобто середній обсяг моторів знижується, що частково зумовлено зростанням ефективності, показником якої є літрова потужність.
Однак на спортивних і елітних автомобілях все ж використовують потужні багатолітрові силові агрегати. Причому їх продуктивність також істотно зросла в порівнянні з минулим завдяки застосуванню сучасних технологій.

Перспективи

Незважаючи на перспективи заміни ДВС електричними та іншими екологічно нешкідливими двигунами, вони все ще не втратили актуальність. Зокрема V-подібні варіанти вважаються дуже перспективними. До теперішнього часу розроблені конструкторами способи усунення їх недоліків. До того ж, на їхню думку, потенціал таких силових агрегатів не повністю розкритий, тому їх просто модернізувати.