Silnik V8: charakterystyka, zdjęcie, schemat, urządzenie, objętość, waga. Pojazdy z silnikiem V8

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:16

Obecnie istnieje kilka opcji dla jednostek napędowych, w zależności od układu i liczby cylindrów. Silnik V8 należy do najwyższych silników do samochodów osobowych, ponieważ jest wyposażony w modele sportowe i elitarne. Dlatego nie są zbyt powszechne, ale są poszukiwane.

Definicja

Silnik V8 to silnik V8 z dwoma rzędami czterech cylindrów i wspólnym wałem korbowym.

Warunki tworzenia

Na początku ubiegłego wieku nie było bezpośredniego związku między wielkością silnika a liczbą cylindrów. Jednak z biegiem czasu takie czynniki, jak zwiększone obroty i moc, a także dążenie do obniżenia kosztów, doprowadziły do wprowadzenia cylindra środkowego. Ponadto istniało coś takiego jak moc litra. W ten sposób powiązali moc silnika z liczbą cylindrów. Oznacza to, że każdy cylinder ma określoną objętość, a określona moc jest usuwana z określonej wartości objętości. Co więcej, te cechy są zoptymalizowane, to znaczy wykraczają poza nie, gdyprodukcja seryjna jest nieopłacalna. Tym samym modele o małej masie zaczęto wyposażać w silniki o małej pojemności skokowej z niewielką liczbą cylindrów, a w celu uzyskania dużej mocy konieczne było stworzenie wielocylindrowych jednostek napędowych o większej objętości.

Historia

Pierwszy silnik V8 wszedł do produkcji w 1904 roku. Został opracowany dwa lata wcześniej przez Léona Levasseura. Jednak nie był używany w samochodach, ale był instalowany w samolotach i małych łodziach.

Pierwszy samochodowy silnik V8 o pojemności 3536 cm33 został wyprodukowany przez firmę Rolls-Royce. Jednak zbudowała tylko 3 samochody wyposażone w to.

W 1910 7773 cm3 V8 został wprowadzony przez producenta De Dion-Bouton. I choć było w nią również bardzo mało samochodów, w 1912 roku został zaprezentowany w Nowym Jorku, wzbudzając duże zainteresowanie. Po tym amerykańscy producenci zajęli się tworzeniem takich silników.

Pierwszym stosunkowo masowo produkowanym samochodem z silnikiem V8 był Cadillac w 1914 roku. Był to silnik z dolnym zaworem 5429 cm3. Istnieje opinia, że jego konstrukcja została skopiowana ze wspomnianego francuskiego bloku energetycznego. W pierwszym roku wyprodukowano około 13 000 wyposażonych w nią pojazdów.

Po 2 latach Oldsmobile przedstawił swoją wersję 4L V8.

W 1917 r. Chevrolet wypuścił również silnik V8 o pojemności 4,7 litra, jednak w następnym roku producent stał się częścią GM, której pododdziałami były również dwie wspomniane wyżej firmy. Jednak Chevrolet, w przeciwieństwie do nich, postawił na produkcję oszczędnąsamochody, które miały być wyposażone w prostsze silniki, więc produkcja V8 została wstrzymana.

Wszystkie omówione powyżej silniki zostały zainstalowane w drogich modelach. Po raz pierwszy zostały przeniesione do segmentu masowego przez Forda w 1932 roku w Modelu 18. Ponadto ta jednostka napędowa miała znaczną innowację techniczną. Wyposażono go w żeliwny blok cylindrów, choć wcześniej produkcja takich części była przez niektórych uważana za technicznie niemożliwą, dlatego cylindry były oddzielone od skrzyni korbowej, co utrudniało ich wykonanie i zwiększało koszty. Aby stworzyć jednoczęściową część, konieczne było udoskonalenie technologii odlewania. Nowa jednostka napędowa została nazwana Flathead. Produkowany do 1954

W Stanach Zjednoczonych silniki V8 stały się szczególnie rozpowszechnione w latach 30-tych. Stały się tak popularne, że wszystkie klasy samochodów osobowych, z wyjątkiem subcompact, były wyposażone w takie jednostki napędowe. A samochody z silnikiem V8 pod koniec lat 70. stanowiły 80% wszystkich wyprodukowanych w Stanach Zjednoczonych. Dlatego wiele terminów związanych z tymi układami napędowymi ma pochodzenie amerykańskie, a V8 jest nadal kojarzony z amerykańskimi samochodami.

W Europie silniki te nie zyskały takiej popularności. Tak więc w pierwszej połowie ubiegłego wieku były w nie wyposażone tylko elitarne modele produkowane na sztuki. Dopiero w latach 50. zaczęły pojawiać się pierwsze seryjne silniki ośmiocylindrowe lub samochody z silnikiem V8. A potem niektóre z tych ostatnich zostały wyposażone w jednostki napędowe produkcji amerykańskiej.

Układ

Na początku przeszłościwieku, istniały bardzo nietypowe układy silników dla czasów współczesnych, na przykład siedmiocylindrowy, rzędowy ośmiocylindrowy i w kształcie gwiazdy.

Wraz z uproszczeniem konstrukcji silników, dzięki wprowadzeniu powyższych zasad, określono teraz liczbę cylindrów silników w zależności od ich mocy. I dalej pojawiło się pytanie o ich optymalną lokalizację.

Najpierw pojawiła się najprostsza opcja układu - rzędowy układ cylindrów. Ten typ polega na ich instalacji w rzędzie jeden po drugim. Jednak ten układ dotyczy silników z nie więcej niż sześcioma cylindrami. W tym przypadku najczęstsze opcje czterocylindrowe. Silniki dwu- i trzycylindrowe są stosunkowo rzadkie, choć pojawiły się na początku XX wieku. Silniki pięciocylindrowe również nie są zbyt popularne, poza tym zostały opracowane dopiero w połowie lat 70-tych. Sześciocylindrowe silniki rzędowe tracą obecnie na popularności. Układ rzędowy silników ośmiocylindrowych nie był już używany w latach 30.

Zastosowanie schematu w kształcie litery V dla silników z dużą liczbą cylindrów wynika z rozważań dotyczących układu. Jeśli zastosujesz układ rzędowy dla wielocylindrowych jednostek napędowych, okażą się one zbyt długie i będzie problem z umieszczeniem ich pod maską. Teraz najpopularniejszy jest układ poprzeczny i bardzo trudno jest w ten sposób umieścić rzędową nawet sześciocylindrową jednostkę napędową. W tym przypadku największe problemy pojawiają się z umieszczeniem skrzyni biegów. Dlatego takie silniki ustąpiły wwystępowanie V6. Te ostatnie można ustawić zarówno wzdłużnie, jak i poprzecznie.

Aplikacja

Rozważany schemat jest najczęściej stosowany w silnikach o dużej objętości. Montowane są głównie w modelach sportowych i premium wśród samochodów, a także w ciężkich SUV-ach, ciężarówkach, autobusach, traktorach.

Funkcje

Główne parametry V8 obejmują głośność, moc, kąt pochylenia, równowagę.

Głośność

Ten parametr jest jednym z głównych parametrów każdego silnika spalinowego. Na początku historii silników spalinowych nie było związku między wielkością silnika a liczbą cylindrów, a średnia objętość była znacznie wyższa niż obecnie. Znany jest więc 10-litrowy silnik jednocylindrowy i 23-litrowy silnik sześciocylindrowy.

Jednak później wprowadzono wspomniane wyżej regulacje dotyczące objętości butli oraz zależność między objętością a mocą.

Jak wspomniano, omawiany układ jest używany głównie w wielolitrowych jednostkach zasilających. Dlatego objętość silnika V8 wynosi zwykle co najmniej 4 litry. Maksymalne wartości tego parametru dla nowoczesnych silników samochodów osobowych i SUV-ów sięgają 8,5 litra. Ciężarówki, ciągniki i autobusy są wyposażone w większe jednostki napędowe (do 24 litrów).

Moc

Tę charakterystykę silnika V8 można określić na podstawie określonej mocy w litrach. Dla atmosferycznego silnika benzynowego jest to 100 KM. Tak więc 4-litrowy silnik ma mocśrednio 400 KM Dlatego opcje o większej głośności są bardziej wydajne. W przypadku niektórych systemów, zwłaszcza doładowania, pojemność litrów znacznie się zwiększa.

Kąt pochylenia

Ten parametr dotyczy tylko silników widlastych. Rozumie się przez to kąt między rzędami cylindrów. Dla większości układów napędowych jest to 90 °. Taki układ cylindrów jest powszechny, ponieważ zapewnia niski poziom drgań i optymalny zapłon mieszanki oraz tworzy niski i szeroki silnik. Ta ostatnia ma pozytywny wpływ na prowadzenie, ponieważ taka jednostka napędowa pomaga zredukować środek ciężkości.

Silniki o kącie pochylenia 60º są nieco mniej popularne. Znacznie mniej silników przy jeszcze mniejszym kącie. Zmniejsza to szerokość silnika, jednak trudno jest wytłumić drgania na takich opcjach.

Istnieją silniki z skręconym kątem pochylenia (180º). Oznacza to, że ich cylindry znajdują się w płaszczyźnie poziomej, a tłoki poruszają się do siebie. Jednak takie silniki nie są nazywane w kształcie litery V, ale bokserami i są oznaczone literą B. Zapewniają bardzo nisko położony środek ciężkości, w wyniku czego takie silniki są instalowane głównie w modelach sportowych. Są jednak szerokie, więc silniki typu bokser są rzadkością ze względu na trudność w ich umieszczeniu.

Wibracje

Zjawiska te w każdym przypadku pojawiają się podczas pracy silnika tłokowego. Jednak projektanci starają się je maksymalnie zminimalizować, ponieważ nie tylkowpływają na komfort, ale przy nadmiernych poziomach może prowadzić do uszkodzenia i zniszczenia silnika.

Podczas jego funkcjonowania działają wielokierunkowe siły i momenty. Aby zredukować wibracje, konieczne jest ich zrównoważenie. Jednym z rozwiązań tego problemu jest zaprojektowanie silnika w taki sposób, aby momenty i siły były równe i przeciwne. Z drugiej strony wystarczy zmodyfikować tylko wał korbowy. Możesz więc zmienić położenie jego szyjek i zainstalować na nim przeciwwagi lub użyć wałków wyważających przeciwbieżnych.

Powaga

Przede wszystkim należy zauważyć, że wśród popularnych silników tylko dwa typy są wyważone - rzędowy i bokser oraz sześciocylindrowy. Silniki innych układów różnią się tym wskaźnikiem.

Jeśli chodzi o silniki V8, są one dość dobrze wyważone, zwłaszcza warianty pochylenia pod kątem prostym z prostopadłymi korbami. Dodatkowo gładkość jest zapewniona dzięki możliwości zapewnienia równomiernej przemiany błysków. Takie silniki mają tylko dwa niezrównoważone momenty na policzkach zewnętrznych cylindrów, które mogą być w pełni skompensowane przez dwie przeciwwagi na wale korbowym.

Korzyści

Silniki V różnią się od silników rzędowych zwiększonym momentem obrotowym. Ułatwia to schemat silnika V8. W przeciwieństwie do silnika rzędowego, w którym siły są prostopadłe, w rozważanym silniku działają one stycznie z dwóch stron na wał. Stwarza to znacznie większą bezwładność, dając wałem dynamiczne przyspieszenie.

Ponadto wał korbowy V8 jest bardzo sztywny. Oznacza to, że ten element jest mocniejszy, dzięki czemu jest trwalszy i wydajniejszy podczas pracy w warunkach granicznych. Poszerza również zakres częstotliwości pracy silnika i pozwala na szybsze obroty.

Wreszcie, silniki widlaste są bardziej kompaktowe niż silniki rzędowe. I są nie tylko krótsze, ale i niższe, co widać na zdjęciu silnika V8.

Wady

Silniki rozważanego układu wyróżniają się złożoną konstrukcją, co powoduje wysokie koszty. Ponadto przy stosunkowo niewielkiej długości i wysokości są szerokie. Również masa silnika V8 jest duża (od 150 do 200 kg), co powoduje problemy z rozkładem masy. Dlatego nie są instalowane w małych samochodach. Ponadto takie silniki mają znaczny poziom wibracji i są trudne do wyważenia. Wreszcie są kosztowne w eksploatacji. Po pierwsze wynika to z faktu, że silnik V8 jest bardzo złożony. Dodatkowo posiada dużą ilość detali. Dlatego naprawa silnika V8 jest trudna i kosztowna. Po drugie, takie silniki charakteryzują się wysokim zużyciem paliwa.

Nowoczesny rozwój

W rozwoju wszystkich silników spalinowych ostatnio pojawiła się tendencja do zwiększania wydajności i oszczędności. Osiąga się to poprzez zmniejszenie objętości i zastosowanie różnych systemów, takich jak bezpośredni wtrysk paliwa, turbodoładowanie, zmienne fazy rozrządu itp. Doprowadziło to dofakt, że duże silniki, w tym V8, stopniowo tracą na popularności. Silniki wielolitrowe są obecnie zastępowane mniejszymi silnikami z turbodoładowaniem. Dotknęło to zwłaszcza wersje V12 i V10, które są zastępowane przez doładowane V8, a te ostatnie na V6. Oznacza to, że średnia objętość silników maleje, co częściowo wynika ze wzrostu wydajności, którą mierzy się mocą w litrach. Jednak samochody sportowe i luksusowe nadal korzystają z potężnych wielolitrowych jednostek napędowych. Co więcej, ich produktywność również znacznie wzrosła w porównaniu z przeszłością dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii.

Perspektywy

Pomimo perspektyw zastąpienia silników spalinowych silnikami elektrycznymi i innymi silnikami przyjaznymi dla środowiska, nadal nie straciły one na znaczeniu. W szczególności opcje w kształcie litery V są uważane za bardzo obiecujące. Do tej pory projektanci opracowali sposoby na wyeliminowanie swoich niedociągnięć. Ponadto, ich zdaniem, potencjał takich bloków energetycznych nie jest w pełni ujawniony, więc łatwo je modernizować.