V6 v8 v12 в чем разница
V6, W12 и рядная «четверка» — разбираемся в компоновках двигателей
Читая описания двигателей автомобилей, каждый из нас сталкивался с такими терминами, как «четырехцилиндровый», «V8» или «рядная шестерка». Но всегда ли мы четко представляем себе, что скрывается за этими понятиями? Предлагаем вам небольшой «путеводитель» по терминологии, связанный с компоновкой моторов наших «железных коней».
Д ля начала вспомним, как работает «сердце» автомобиля. В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндры, в которых происходит чрезвычайно важный процесс — сгорание смеси топлива и воздуха. Энергия сгорания топливно-воздушной смеси и является той силой, которая приводит в движение автомобиль — вытесненные из цилиндров поршни толкают коленчатый вал, который в свою очередь, приводит в движение колеса автомобиля.
Мощность двигателя зависит, в основном, от двух факторов — размера цилиндров, а также их количества. При прочих равных условиях более мощным будет тот двигатель, в котором цилиндров больше, а сами они крупнее.
Если вы встретите в описании двигателя обозначение V6, это значит, что у данного мотора 6 цилиндров. Но что же такое «V»? Тут мы подходим непосредственно к вопросу о расположении цилиндров в двигателе. Рассмотрим основные компоновки двигателей.
Рядный двигатель(англ. inline engine, straight engine)
В английском языке также имеет обозначение I (сокр. от inline), например, I4 – это рядный двигатель с четырьмя цилиндрами или «рядная четверка». Также иногда рядный двигатель обозначают литерой R (R6 – рядный шестицилиндровый). Все цилиндры такого двигателя расположены в одну линию, «лицом» вверх, как правило, в поперечном направлении, и приводят один общий коленвал. Такая конфигурация считается «классической» — ведь самый первый в истории автомобильный двигатель, состоявший всего из двух цилиндров, был рядным. Рядными моторами оснащают большинство автомобилей. Случается, что цилиндры в рядном двигателе располагаются не в поперечном, а в продольном направлении. В английском языке продольное расположение рядного двигателя называется «straight» в отличие от поперечного — «inline». Продольная компоновка часто встречается у автомобилей класса «премиум», например, у BMW.
Конструкция рядных двигателей проста и надежна, их удобно ремонтировать. Для чего же тогда понадобились другие компоновки? Все дело в том, что рядные моторы занимают под капотом слишком много места. Разместить при такой конфигурации большое количество цилиндров проблематично, да и коленчатый вал при большой длине рядного двигателя испытывает чрезмерные торсионные нагрузки. Именно поэтому рядные двигатели имеют не более шести цилиндров.
V-образный двигатель (англ. V engine, Vee engine)
Цилиндры такого двигателя поделены на два блока, расположенных под углом 60-90 градусов по отношению друг к другу. Иными словами, цилиндры V-образного мотора образуют латинскую букву «V», в основании которой находится общий коленвал.
V-образная конфигурация цилиндров двигателя позволяет разместить в том же объеме пространства большее количество цилиндров в сравнении с рядными двигателями. В основном, она присуща дорогим и спортивным автомобилям.
Оппозитный или боксерский двигатель (англ. flat engine, boxer engine)
Как и в случае с V-образным двигателем, цилиндры оппозитного мотора разделены на два ряда, но угол их развала составляет 180 градусов. Получается, что каждый из рядов как бы лежит на боку и «смотрит» в противоположную от другого сторону. Движение поршней напоминает удары боксеров, стоящих спиной друг к другу (отсюда и второе название двигателя). Такая компоновка мотора обеспечивает низкий центр тяжести, что, как правило, улучшает управляемость автомобиля. Однако, «боксеры» имеют более сложное, чем у рядных агрегатов, устройство и занимают больше места в ширину. Сегодня оппозитные двигатели устанавливают на свои модели лишь два производителя — Porsche и Subaru. Боксерские моторы имеют обозначение B (от англ. boxer) – например, B6.
VR-образныеи W-образные двигатели(англ. VR engine, W engine)
Двигатель типа VR (V-образный рядный) был разработан концерном Volkswagen. Он работает по тому же принципу, что и V-образный двигатель, однако угол, образуемый между рядами цилиндров, настолько мал (10-15 градусов против 60-90 градусов у V-образных моторов), что все цилиндры помещаются в одном блоке. При этом цилиндры двух рядов, как правило, располагаются в шахматном порядке относительно друг друга. По сути VR – это нечто среднее между рядным и V-образным двигателем. Что же касается W-образного двигателя, то он попросту состоит из двух VR-моторов, соединенных под углом у оснований. Коленвал у такого двигателя также один.
Двигатели VR сегодня используются редко, а W-конфигурациявстречается, например, у флагманского люксового седана Bentley Mulsanne.
Теперь, когда мы разобрались с основными компоновками двигателей, остановимся поподробнее на том, какое количество цилиндров может иметь мотор легкового автомобиля.
На заре автомобилестроения двигатели автомобилей могли оснащать всего одним цилиндром, но сейчас такая компоновка больше не встречается.
Двухцилиндровые агрегаты тоже встречаются крайне редко. В недавнем прошлом двухцилиндровым двигателем комплектовалась российская «Ока», а сегодня единственным легковым автомобилем, который оснащают двухцилиндровым двигателем, является ситикар Fiat 500. Кстати, благодаря технологии турбонаддува, «фиатовский» мотор с двумя цилиндрами развивает весьма приличные 85 л.с.
Трехцилиндровыми двигателями комплектуют, в основном, компактные городские автомобили, например, Smart ForTwo или «тройняшек» Citroen C1, Peugeot 107 и Toyota Aygo. Турбированные моторы с тремя цилиндрами встречаются и у более крупных авто — таких как Mini Cooper, Ford Focus и Peugeot 308.
Моторы с пятью цилиндрами появились сравнительно недавно — в середине 1970-х годов. Большой популярности они не приобрели — из-за нечетного количества цилиндров такие двигатели имеют проблемы с балансировкой и излишне вибрируют.
Среди немногочисленных автомобилей, которые сегодня оснащают пятицилиндровыми агрегатами — Audi RS3, Audi RS Q3 и пара моделей Volvo.
Шестицилиндровые двигатели часто используются в премиальных моделях — как в рядной, так и в V-конфигурации. Звук таких моторов отличается более высокой, «спортивной» тональностью. В некоторых суперкарах, таких как Ford GT, шестицилиндровый мотор оснащают большими турбинами, чтобы обеспечить мощность, которой раньше можно было ожидать только от двигателей с восемью или более цилиндрами.
Двигатели с восемью и более цилиндрами не бывают рядными — ведь расположить такое количество цилиндров в одну линию весьма проблематично. Такими агрегатами, как V8, V10 и V12 комплектуют суперкары и седаны класса «люкс». Некоторые топовые модели концерна Volkswagen оснащаются двигателями W12, а гиперкар Bugatti Veyron наделили мотором W16.
Конечно, число и расположение цилиндров — это далеко не единственные параметры двигателей внутреннего сгорания, однако знание этих базовых понятий необходимо для понимания принципов работы автомобиля и осознания собственных предпочтений при выборе машины. Надеемся, что данная статья поможет вам лучше ориентироваться в мире «железных коней».
Как работает двигатель V8?
Двигатель V8 получил свое название благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V». Конструкция V8 подразумевает четыре цилиндра на одной стороне и 4 на другой. При этом все 8 поршней работают на одном коленвале и расположены друг напротив друга.
V8 известен как восьмицилиндровый двигатель. Такие восьмицилиндровые двигатели имеют V-образную или вертикальную прямую установку цилиндров.
Свое название двигатель V8 получил благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V» и восьми цилиндров. При этом два цилиндра работают от одного кривошипа, поскольку это обеспечивает более быстрое ускорение.
Итак, как же все-таки работает двигатель V8?
V8 работает аналогично обычному рядному 4-цилиндровому двигателю. Он имеет 4-тактную систему впуска, сжатия, мощности и выхлопа, то есть 4 такта на цилиндр, что в общей сложности означает 32 такта. И если в рядном 4-цилиндровом двигателе за один оборот коленчатого вала срабатывает только один цилиндр, то в V8 при каждом повороте на 90 градусов в цилиндре происходит сгорание, что означает 2-цилиндровый огонь за один оборот коленчатого вала. Это гарантирует более плавную подачу энергии по сравнению со 4-цилиндровом силовом агрегате.
При этом разница в линейном двигателе и V-образном заключается в том, что их производителям необходимо было сбалансировать двигатель и поддерживать его центр тяжести.
Когда один поршень V8 достигает своей вершины, противовес находится прямо напротив него и уравновешивает усилие, а когда он поворачивается еще на 90 градусов, он уравновешивает другой поршень, подключенный к нему. При еще одном повороте на 90 градусов первый поршень достигает дна, а противовес уравновешивает нисходящее усилие с восходящим усилием, это повторяется для второго поршня.
Как работают цилиндры в V8?
В начале, поршень втягивает воздух и топливо по мере его движения вниз.
Затем он сжимает этот воздух и топливо и поршень движется вверх.
Далее свечи зажигания поджигают топливовоздушную смесь и нагнетают поршень вниз.
В конце поршень на обратном пути выталкивает выхлопные газы, прежде чем цикл повторяется.
Преимущества двигателей V8
Они производят больше энергии.
Они компактны для больших двигателей с большим рабочим объемом.
Создают мало вибрации.
Имеют более высокий центр тяжести по сравнению с другими двигателями.
Недостатки двигателей V8
Они достаточно сложны в производстве, поскольку включают в себя две отдельные головки цилиндров.
В чем разница между V8 и V6?
Двигатели V8 предлагают больше мощности, но и потребляет больше топлива. Если вы не определились с выбором, вам понадобится базовое понимание того, как работают двигатели внутреннего сгорания:
Технологические инновации привели к новым разработкам, таким как турбо, и это позволило создать мощные четырехцилиндровые двигатели и двигатели V6. Эти двигатели дешевле, чем V8 и позволяют автолюбителям наслаждаться как мощностью, так и топливной экономичностью, что крайне важно для городских дорог.
Ключевые различия между двигателем V6 и V8
Энергетические
Камеры внутреннего сгорания используют смесь воздуха и топлива для работы двигателя. Внутри камер сгорания находятся поршни, которые движутся вверх и вниз при воспламенении топливно-воздушной смеси. Это приводит в движение коленчатый вал и колесные оси.
Экономия топлива
Четырехцилиндровый двигатель
Раньше четырехцилиндровый двигатель был наиболее распространенным и является предшественником двигателя V6. Это компактная система, которая подходит для большинства автомобилей, а благодаря своей легкой конструкции, он гарантирует плавную езду. С такими двигателями легче работать, потому что головки цилиндров являются самой высокой точкой для поршней.
Причина, по которой они широко используются, связана с низкими производственными затратами. К недостаткам относится невозможность установки больших цилиндров, таких как 2,5 или 3,0 литра, что ограничивает производительность, а также более высокий центр тяжести и жесткая компоновка по сравнению с V6 и V8.
Двигатель V6
Двигатель V6 компактный и жесткий. Он предлагает большую мощность, чем обычные двигатели, и использовался во многих передне-, задне- и полноприводных автомобилях.
Недостатком V6 является то, что использование двух распредвалов для SOHC и четырех для DOHC делает автомобиль в целом тяжелее.
Примечание: большинство компаний резко повысили производительность четырехцилиндровых двигателей, внедрив турбонагнетатель. Это дает автомобилю большую мощность, позволяя при этом экономить топливо. Турбонагнетатель работает, добавляя больше воздуха в камеры сгорания, и это приводит к более высокому КПД.
Двигатель V8
Тем не менее, V8 имеет свое недостатки, такие больший вес, чем V6, и более высокий центр тяжести, чем плоские двигатели. Также на обслуживание V8 выше затраты по причине увеличенного трения в движущихся частях.
Большинство автомобилей с двигателем V8 работают на переднем или полном приводе, в отличие от V6 и четырехцилиндровых двигателей, которые могут быть установлены на большинство автомобилей. К тому же V6 гарантирует большее смещение, чем четырехцилиндровый и когда-то даже был предпочтительным двигателем для автомобилей Формулы 1.
История двигателей внутреннего сгорания
До 19 века самый распространенный тип двигателей был паровым. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда в качестве источника энергии начали использовать горючее топливо.
Исследователи экспериментировали с различными химическими соединениями, такими как водород и уголь, но это не привело ник чему. Впервые люди увидели полностью собранный двигатель внутреннего сгорания в 1876 году. Николаус Отто создал двигатель Отто, который был переработан и получил свой современный вид, соответствующий тому, что мы видим сегодня.
Остов двигателя обычно изготавливается из алюминиевого или чугунного блока. Внутри расположены
цилиндры в один или два ряда. Внутри двигателя сделаны проходы для воды, которые используются для рассеивания энергии из блока и охлаждения. Движение в двигателе происходит из-за давления, создаваемого воспламенением воздушно-топливной смеси.
Поршневые кольца предотвращают утечку газов и масла в картер, а распределительный вал удерживает впускной и выпускной клапаны. При этом выхлопная система выводит выхлопные газы через выхлопную трубу в атмосферу. Если в камере сгорания возникают проблемы, вы можете заметить белый или черный дым из выхлопных газов.
Заключение
Когда дело доходит до выбора между V6 или V8, определяющими факторами должны быть ваш бюджет, личные предпочтения и частота использование автомобиля. Если вы собираетесь каждый день ездить на своем автомобиле и использовать его для движения по городу, то разумнее приобрести двигатель V6. Как уже говорилось V6 может быть установлен на большинство автомобилей, в то время как V8 используется в основном на автомобилях с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом.
Решение о том, покупать ли автомобиль V6 или V8, в значительной степени является личным. Двигатель V8 предлагает больше мощности, но потребляет больше топлива. Если вы не определились с выбором между
Содержание:
Решение о том, покупать ли автомобиль V6 или V8, в значительной степени является личным.
Двигатель V8 предлагает больше мощности, но потребляет больше топлива. Если вы не определились с выбором между ними, вам потребуется базовое понимание того, как работают двигатели внутреннего сгорания.
Эти двигатели дешевле, чем V8, но позволяют пользователям наслаждаться мощностью и топливной экономичностью, что крайне важно для городских дорог.
История двигателей внутреннего сгорания
До XIX века наиболее распространенным типом двигателей были паровые машины. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда в качестве источника энергии начали использовать топливо.
Исследователи экспериментировали с другими химическими соединениями, такими как водород и уголь, но это не увенчалось успехом. Впервые люди увидели полностью собранный двигатель внутреннего сгорания в 1876 году. Николаус Отто создал двигатель Отто, который был переработан, чтобы дать нам то, что мы видим сегодня.
Блок двигателя часто делают из алюминия или чугунного блока. Внутри вы найдете цилиндры, расположенные в один или два ряда. Внутри двигателя есть водяные каналы, которые используются для отвода энергии от блока и охлаждения его в радиаторе. Движение в двигателе происходит из-за давления, создаваемого воспламенением топливовоздушной смеси.
Поршневые кольца предотвращают утечку газов и масла в картер. Распределительный вал будет удерживать впускной и выпускной клапаны. Выхлопная система будет переносить выхлопные газы через выхлопную трубу в атмосферу. Проблемы могут возникнуть в камере сгорания, о чем будет свидетельствовать белый или черный дым из выхлопной трубы. Свечи зажигания обеспечивают необходимую искру для воспламенения топливовоздушной смеси. Коленчатый вал вращается при движении поршней.
Ключевые различия между двигателями V6 и V8
1. Энергетическое решение
В камерах внутреннего сгорания для работы двигателя используется топливно-воздушная смесь. Внутри камер сгорания находятся поршни, которые перемещаются вверх и вниз при воспламенении топливно-воздушной смеси. Затем это приводит в движение коленчатый вал и оси колес.
2. Экономия топлива
Из-за дополнительных цилиндров в V8 это означает, что он потребляет больше топлива, чем V6. Если вы думаете использовать его для случайной езды по городу, тогда было бы неэкономично ездить на V8. V8 также будет стоить больше, чем V6. Если вы ищете автомобиль с меньшим трением и меньшими затратами на обслуживание, тогда V6 лучше, но если вам нужна мощность, то V8 обеспечит вас.
Четырехцилиндровый двигатель
Четырехцилиндровый двигатель был наиболее распространенным типом двигателей и является предшественником двигателя V6. это компактный двигатель, который подходит для большинства автомобилей. Благодаря легкой конструкции он обеспечивает плавный ход. С двигателями также легко работать, потому что головки цилиндров являются самой высокой точкой для поршней.
Двигатель V6
Двигатель компактный и жесткий. Вы можете иметь его объемом 2,0 или 4,0 литра. Увеличилось использование двигателей V6, поскольку они действуют как среднее между V8 и четырехцилиндровым двигателем. Он предлагает большую мощность, чем обычные двигатели, и это уже использовалось во многих передних, задних и полноприводных автомобилях.
Недостатком является использование двух распредвалов для SOHC и четырех для DOHC, что утяжеляет автомобиль.
Эта сила передается на коленчатый вал, и автомобиль быстро разгоняется. Турбокомпрессор не работает постоянно и часто включается, когда водителю требуется больше мощности. Это помогает снизить расход топлива.
Двигатель V8
Однако у V8 есть несколько недостатков, например, двигатель тяжелее, чем у V6, и у него более высокий центр тяжести, чем у плоских двигателей. Стоимость обслуживания V8 выше из-за повышенного трения в движущихся частях, что приведет к увеличению покупной цены.
Большинство автомобилей с двигателем V8 имеют либо полный привод, либо задний привод, использование которых ограничено, в отличие от двигателей V6 и четырехцилиндровых двигателей, которые можно установить на большинстве моделей автомобилей. V6 предлагает больший рабочий объем, чем четырехцилиндровый, и даже был предпочтительным двигателем для большинства автомобилей формулы 1.
Заключение
Когда дело доходит до выбора автомобиля V6 или V8, ваш бюджет, личные предпочтения и использование автомобиля будут определяющими факторами.Если вы собираетесь часто использовать свой автомобиль для движения по городу, то будет разумно выбрать двигатель V6. Двигатель V6 может быть установлен на большинстве передних и задних приводов, в то время как V8 в основном используется в автомобилях с задним и полным приводом.
Но если вы ищете больше мощности за счет экономии топлива, выбирайте двигатель V8. Вам придется столкнуться с дополнительными расходами на обслуживание по сравнению с V6.
VR и W: чем хороши и плохи рядно-разнесенные моторы
Недавно один из самых раскрученных и популярных гиперкаров современности, Bugatti Veyron, получил достойного преемника в лице Chiron. Да, сам суперкар – на практике не особенно интересная штука для большинства автомобилистов. Но зато это повод вспомнить о рядно-разнесенных моторах, ведь 1 000 с гаком лошадиных сил в компактном кузове с выполнением строгих норм экологичности – это в немалой степени заслуга W16 под его капотом.
Ф актически, это два рядно-разнесенных блока по 8 цилиндров – эдакий V-образник, собранный из двух V-образников. Схема эта не уникальна, ее использовали во множестве двигателей с самым различным числом цилиндров от четырех включительно. Даже на массовых машинах!
Итальянские прародители
На фото: Lancia Fulvia ‘1970–73
С 1922 года в Lancia опробовали больше десятка вариантов компоновки с углом развала 10-23 градуса и с рабочим объемом от 900 до 2 600 «кубиков». Моторы оказались компактными, с хорошим потенциалом по форсированию, но изрядно дорогими. Ведь блок цилиндров пришлось сделать алюминиевым, конструкция была сложной, а система зажигания отличалась необходимостью точной установки фаз и не очень надежным распределителем. При малом угле развала угол между контактами прерывателя оказывался слишком мал, и время накопления импульса было неравномерным, что приводило к необходимости дальнейшего усложнения конструкции. Но преимущество по части механики несомненно имелось, особенно в сочетании со схемой газораспределения с двумя верхними распределительными валами.
На фото: Под капотом Lancia Lambda ‘1922–25
90-е и 00-е
В 1991 году компания VW представила свои новые модели Corrado VR 6 и Passat VR 6 в Европе. В 92-м VW Golf III VR 6 стал первым компактным хэтчбеком с шестицилиндровым мотором в своем классе.
Конструкция первых VR 6 – «рядно-разнесенных» моторов VW – была оптимизирована для поперечной установки и достаточно специфична. Угол развала цилиндров составлял 15 градусов, для компенсации разной длины впускных каналов использовалась сложная настройка впускного коллектора. Привод ГРМ со стороны маховика использует две цепи: одна приводит промежуточный вал, вторая непосредственно распределительные валы.
На фото: Volkswagen Golf VR6 ‘1991–1997
На фото: Volkswagen New Beetle RSi ‘2001–03
Кстати, с VR 6 связана еще одна забавная история. Мотор Mercedes серии M 104.900, который ставили под капот первых минивэнов марки, многих знатоков моторов Mercedes может озадачить. Потому что вместо классической рядной «шестерки» серии М104 под капотом Vito стоял фольксвагеновский VR 6. Да-да, именно с названием серии М104.900. Компания просто покупала блок цилиндров с ГБЦ у VW и оснащала своим навесным оборудованием, и он получал новое обозначение в «духе марки».
В 2008 году конструкция мотора была значительно переработана. Вариант объемом 3,6 литра сохранил общую компоновку, но угол развала цилиндров уменьшился до 10,5 градуса. Такие двигатели выпускались только с непосредственным впрыском FSI, а м ощность возросла до 300 л.с.
Особенности конструкции
На фото: Под капотом Lancia Fulvia
Увеличение же числа цилиндров приводит к разрастанию габаритов двигателя. А чем длиннее блок цилиндров и коленчатый вал, тем сложнее обеспечить жесткость конструкции и ее работу на высоких оборотах, тем сложнее бороться с крутильными колебаниями и тем выше масса мотора. Если перейти на V-образную схему расположения цилиндров, то возрастает сложность газораспределительного механизма. Удваивается число головок блоков, число распределительных валов в случае верхнего их расположения, усложняются впускные и выпускные коллекторы и увеличивается их число.
Конечно, как говорит одна хорошая пословица, «это не проблемы, это расходы», но для массовых автопроизводителей расходы — это проблема, и очень важная. Суть идеи инженеров Lancia заключалась в том, что можно ограничиться углом развала, при котором все цилиндры могут располагаться в одном блоке цилиндров, а не в разных «полублоках». И венчает конструкцию всего одна головка блока, но двухрядная, в которой всего один набор распределительных валов.
Такая конструкция внешне выглядит как очень «толстый» рядный мотор. У него межцилиндровое расстояние меньше диаметра цилиндра и всего один впускной и выпускной коллектор. При этом нет необходимости сильно сокращать зазор между гильзами цилиндров для сокращения длины двигателя, можно сохранить каналы охлаждения, а можно воспользоваться возросшей толщиной блока для создания более сложной схемы циркуляции охлаждающей жидкости. Получается компактно и довольно технологично.
Прекрасная идея, но по-настоящему ее ценность смогли оценить лишь к концу 90-х годов, когда необходимость повышения мощности при сокращении габаритов мотора и увеличении объема салона заставили производителей искать новые пути и решения. А тотальное превосходство переднеприводной схемы с рядно-линейным расположением агрегатов заставило создавать максимально ужатые по длине конструкции моторов.
Для суперкаров же и просто люксовых машин компактный двигатель с большим рабочим объемом оказался сущим подарком. В данном случае суть даже не в том, что мотор легче, или что двигатели привычной V- образной схемы нельзя впихнуть под капот. Лишние несколько килограммов или сантиметров всегда возможны, но рост массы и габаритов требует повышения мощности, а это, опять же, масса или габариты.
К тому же с ростом мощности все важнее становится такое понятие, как «тепловой пакет» двигателя. Чем мощнее мотор, тем большее внимание нужно уделять системе охлаждения, зачастую максимальная мощность будет ограничена именно возможностями системы охлаждения. А она ограничена габаритами моторного отсека и возможностями блока цилиндров по теплоотдаче. Меньше мотор — больше места для радиаторов, лучше работа помпы, лучше «прокачиваемость» блока и ГБЦ, и мотор лучше переносит работу при повышенной температуре и кратковременные тепловые пики.