V8-moottori: ominaisuudet, valokuva, kaavio, laite, tilavuus, paino. V8-moottorilla varustetut ajoneuvot

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:14

Tällä hetkellä voimayksiköille on useita vaihtoehtoja riippuen sijoittelusta ja sylinterien lukumäärästä. V8-moottori kuuluu henkilöautojen huippumoottoreihin, sillä se on varustettu urheilu- ja eliittimalleilla. Siksi ne eivät ole kovin yleisiä, mutta niillä on kysyntää.

Määritelmä

V8-moottori on V8-moottori, jossa on kaksi neljän sylinterin riviä ja yhteinen kampiakseli.

Luomisen edellytykset

Viime vuosisadan alussa moottorin koon ja sylinterien lukumäärän välillä ei ollut suoraa yhteyttä. Kuitenkin ajan myötä tekijät, kuten lisääntynyt kierrosluku ja teho sekä pyrkimys vähentää kustannuksia, johtivat keskisylinterin käyttöön. Lisäksi oli sellainen asia kuin litran teho. Siten he liittivät moottorin tehon sylinterien lukumäärään. Toisin sanoen jokaisella sylinterillä on tietty tilavuus, ja tietty teho poistetaan tietystä tilavuusarvosta. Lisäksi nämä ominaisuudet on optimoitu, eli ylittävät ne milloinsarjatuotanto on kannattamatonta. Niinpä pienimassaisia malleja alettiin varustaa pienitilavuuksisilla moottoreilla, joissa oli pieni määrä sylintereitä, ja suuren tehon saavuttamiseksi oli tarpeen luoda tilavuudeltaan suurempia monisylinterisiä voimayksiköitä.

Historia

Ensimmäinen V8-moottori otettiin tuotantoon vuonna 1904. Sen kehitti kaksi vuotta aiemmin Léon Levasseur. Sitä ei kuitenkaan käytetty autoissa, vaan se asennettiin lentokoneisiin ja pieniin veneisiin.

Ensimmäisen 3536 cc:n V8-auton moottori3 valmisti Rolls-Royce. Hän rakensi kuitenkin vain 3 sillä varustettua autoa.

Vuonna 1910 valmistaja De Dion-Bouton esitteli 7773 cm3 V8. Ja vaikka sillä oli myös hyvin vähän autoja, se esiteltiin vuonna 1912 New Yorkissa, mikä herätti suurta kiinnostusta. Sen jälkeen amerikkalaiset valmistajat ryhtyivät luomaan tällaisia moottoreita.

Ensimmäinen suhteellisen massatuotantona valmistettu auto V8-moottorilla oli Cadillac vuonna 1914. Se oli 5429 cm alemmalla venttiilillä varustettu moottori3. On olemassa mielipide, että sen suunnittelu on kopioitu edellä mainitusta ranskalaisesta voimayksiköstä. Ensimmäisen vuoden aikana valmistettiin noin 13 000 sillä varustettua ajoneuvoa.

Kahden vuoden kuluttua Oldsmobile esitteli versionsa 4L V8:sta.

Vuonna 1917 Chevrolet toi markkinoille myös 4,7-litraisen V8:n, mutta seuraavana vuonna valmistajasta tuli osa GM:ää, jonka alaosastoja olivat myös kaksi edellä mainittua yritystä. Chevrolet, toisin kuin he, keskittyi kuitenkin taloudellisen tuotantoonautoja, jotka piti varustaa yksinkertaisemmilla moottoreilla, joten V8-tuotanto lopetettiin.

Kaikki edellä mainitut moottorit asennettiin kalliisiin malleihin. Ford siirsi ne ensimmäistä kertaa massasegmenttiin vuonna 1932 mallissa 18. Lisäksi tässä voimayksikössä oli merkittävä tekninen innovaatio. Se varustettiin valurautaisella sylinterilohkolla, vaikka ennen sitä tällaisten osien valmistus oli joidenkin mielestä teknisesti mahdotonta, joten sylinterit erotettiin kampikammiosta, mikä teki niiden valmistamisesta vaikeampaa ja kalliimpaa. Yksiosaisen osan luomiseksi oli tarpeen parantaa valutekniikkaa. Uusi voimayksikkö sai nimekseen Flathead. Sitä valmistettiin vuoteen 1954

Yhdysvalloissa V8-moottorit yleistyivät erityisen laaj alti 30-luvulla. Niistä tuli niin suosittuja, että kaikki henkilöautoluokat, paitsi subcompact, varustettiin tällaisilla voimayksiköillä. V8-moottorilla varustettujen autojen osuus oli 1970-luvun lopussa 80 % kaikesta Yhdysvalloissa valmistetusta autosta. Siksi monet näihin voimansiirtoihin liittyvät termit ovat amerikkalaista alkuperää, ja V8 liittyy edelleen monille amerikkalaisiin autoihin.

Euroopassa nämä moottorit eivät ole saavuttaneet niin suurta suosiota. Joten viime vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla niillä varustettiin vain kappaletuotetut eliittimallit. Ensimmäiset kahdeksansylinteriset sarjamoottorit tai V8-moottorilla varustetut autot alkoivat ilmestyä vasta 50-luvulla. Ja sitten osa jälkimmäisistä varustettiin amerikkalaisvalmisteisilla voimayksiköillä.

Asettelu

Meneisyyden alussaluvulla oli nykyaikaan hyvin epätavallisia moottoreita, esimerkiksi seitsemänsylinterinen, rivi kahdeksansylinterinen ja tähden muotoinen.

Moottoreiden suunnittelun virtaviivaistamisen myötä edellä mainittujen periaatteiden käyttöönoton ansiosta sylinterien määrä määritettiin nyt moottoreille niiden tehon mukaan. Ja edelleen heräsi kysymys niiden optimaalisesta sijainnista.

Yksinkertaisin asetteluvaihtoehto ilmestyi ensin - sylintereiden rivijärjestely. Tämä tyyppi sisältää niiden asennuksen peräkkäin. Tämä asettelu on kuitenkin merkityksellinen moottoreille, joissa on enintään kuusi sylinteriä. Tässä tapauksessa yleisimmät nelisylinteriset vaihtoehdot. Kaksi- ja kolmisylinteriset moottorit ovat suhteellisen harvinaisia, vaikka ne ilmestyivät 1900-luvun alussa. Viisisylinteriset moottorit eivät myöskään ole kovin yleisiä, lisäksi ne kehitettiin vasta 70-luvun puolivälissä. Kuusisylinteriset rivimoottorit ovat tällä hetkellä menettämässä suosiotaan. Kahdeksasylinteristen moottoreiden rivirakennetta ei enää käytetty 30-luvulla.

V-muotoisen mallin käyttö moottoreissa, joissa on suuri määrä sylintereitä, johtuu sijoittelusta. Jos käytät monisylinterisille voimayksiköille riviasettelua, ne osoittautuvat liian pitkiksi ja niiden sijoittamisessa konepellin alle on ongelmia. Nyt yleisin on poikittaisasettelu, ja tällä tavalla on erittäin vaikea sijoittaa riviin jopa kuusisylinteristä voimayksikköä. Tässä tapauksessa suurimmat ongelmat syntyvät vaihteiston sijoittamisessa. Siksi tällaiset moottorit antoivat periksiV6:n esiintyvyys. Jälkimmäinen voidaan sijoittaa sekä pituus- että poikittaissuunnassa.

Hakemus

Tarkasteltavana olevaa järjestelmää käytetään useimmiten suurten volyymien moottoreissa. Niitä asennetaan pääasiassa urheilu- ja premium-malleihin henkilöautojen joukossa sekä raskaisiin maastoautoihin, kuorma-autoihin, busseihin, traktoreihin.

Ominaisuudet

V8:n pääparametreja ovat äänenvoimakkuus, teho, kallistuskulma, tasapaino.

äänenvoimakkuus

Tämä parametri on yksi tärkeimmistä polttomoottoreista. Polttomoottoreiden historian alussa moottorin koon ja sylinterimäärän välillä ei ollut suhdetta, ja keskimääräinen tilavuus oli paljon suurempi kuin nyt. Tunnetaan siis 10 litran yksisylinterinen moottori ja 23 litran kuusisylinterinen moottori.

Myöhemmin kuitenkin otettiin käyttöön edellä mainitut sylinterin tilavuussäännökset sekä tilavuuden ja tehon suhde.

Kuten mainittiin, kyseistä layoutta käytetään pääasiassa usean litran tehoyksiköissä. Siksi V8-moottorin tilavuus on yleensä vähintään 4 litraa. Tämän parametrin enimmäisarvot autojen ja maastoautojen nykyaikaisille moottoreille saavuttavat 8,5 litraa. Kuorma-autot, traktorit ja linja-autot on varustettu suuremmilla tehoyksiköillä (jopa 24 litraa).

Voima

Tämä V8-moottorin ominaisuus voidaan määrittää litran tehon perusteella. Bensiiniilmakehän moottorissa se on 100 hv. Näin ollen 4 litran moottorin teho onkeskiteho 400hv Tästä syystä suuremman äänenvoimakkuuden vaihtoehdot ovat tehokkaampia. Joissakin järjestelmissä, erityisesti ahtauksessa, litran tilavuus kasvaa merkittävästi.

Kamberkulma

Tämä parametri koskee vain V-moottoreita. Se ymmärretään sylinteririvien väliseksi kulmaksi. Useimmissa voimansiirroissa se on 90°. Tämä sylinterien järjestely on yleinen, koska sillä saavutetaan alhaiset tärinätasot ja seoksen optimaalinen syttyminen ja saadaan aikaan matala ja leveä moottori. Jälkimmäisellä on positiivinen vaikutus käsittelyyn, koska tällainen voimayksikkö auttaa vähentämään painopistettä.

Moottorit, joiden kallistuskulma on 60 astetta, ovat hieman harvinaisempia. Huomattavasti vähemmän moottoreita vielä pienemmällä kulmalla. Tämä vähentää moottorin leveyttä, mutta tärinää on vaikea vaimentaa tällaisissa vaihtoehdoissa.

On olemassa moottoreita, joiden kallistuskulma on käännetty (180º). Eli niiden sylinterit sijaitsevat vaakatasossa ja männät liikkuvat toisiaan kohti. Tällaisia moottoreita ei kuitenkaan kutsuta V-muotoisiksi, vaan boksereiksi ja niitä merkitään kirjaimella B. Ne tarjoavat erittäin matalan painopisteen, minkä seurauksena tällaisia moottoreita asennetaan pääasiassa urheilumalleihin. Ne ovat kuitenkin leveitä, joten bokserimoottorit ovat harvinaisia sijoitusvaikeuden vuoksi.

Värinät

Nämä ilmiöt ilmenevät joka tapauksessa mäntämoottorin käytön aikana. Suunnittelijat pyrkivät kuitenkin minimoimaan ne mahdollisimman paljon, koska ne eivät vainvaikuttaa mukavuuteen, mutta liian suuret tasot voivat johtaa moottorin vaurioitumiseen ja tuhoutumiseen.

Toimintansa aikana vaikuttavat monisuuntaiset voimat ja momentit. Värähtelyn vähentämiseksi on tarpeen tasapainottaa ne. Yksi ratkaisu tähän on suunnitella moottori siten, että momentit ja voimat ovat samat ja vastakkaiset. Toisa alta pelkkä kampiakselin muokkaaminen riittää. Voit siis vaihtaa sen kaulojen sijaintia ja asentaa siihen vastapainoja tai käyttää vastakkaisella kierroksella pyöriviä tasapainotusakseleita.

Poise

Ensinnäkin on huomattava, että yleisistä moottoreista vain kaksi tyyppiä on tasapainotettu - rivi- ja boxer- ja kuusisylinteriset. Muiden asettelujen moottorit eroavat tässä indikaattorissa.

V8:t ovat melko hyvin tasapainotettuja, varsinkin suorakulmaiset camber-versiot, joissa on kohtisuorat kammet. Lisäksi tasaisuus annetaan mahdollisuudesta varmistaa välähdysten tasainen vuorottelu. Tällaisissa moottoreissa on vain kaksi epätasapainoista momenttia ulompien sylintereiden poskissa, jotka voidaan täysin kompensoida kahdella kampiakselin vastapainolla.

Edut

V-moottorit eroavat rivimoottoreista lisääntyneen vääntömomentin suhteen. Tätä helpottaa V8-moottorin rakenne. Toisin kuin rivimoottorissa, jossa voimien suunta on suoraan kohtisuorassa, tarkasteltavassa moottorissa ne vaikuttavat akseliin kahdelta sivulta tangentiaalisesti. Tämä luo huomattavasti enemmän inertiaa ja antaa akselille dynaamisen kiihtyvyyden.

Lisäksi V8-kampiakseli on erittäin jäykkä. Eli tämä elementti on vahvempi, joten se on kestävämpi ja tehokkaampi työskennellessään rajoittavissa olosuhteissa. Se myös laajentaa moottorin toimintataajuusaluetta ja mahdollistaa sen nopeamman kierroksen.

Lopuksi V-moottorit ovat kompaktimpia kuin rivimoottorit. Ja ne eivät ole vain lyhyempiä, vaan myös matalampia, kuten V8-moottorin kuvasta näkyy.

Epäkohdat

Tarkasteltavana olevan asettelun moottoreille on ominaista monimutkainen rakenne, joka aiheuttaa korkeat kustannukset. Lisäksi suhteellisen pienellä pituudella ja korkeudella ne ovat leveitä. Myös V8-moottorin paino on suuri (150 - 200 kg), mikä aiheuttaa ongelmia painon jakautumisessa. Siksi niitä ei asenneta pieniin autoihin. Lisäksi tällaisissa moottoreissa on huomattava tärinätaso ja niitä on vaikea tasapainottaa. Lopuksi niiden käyttö on kallista. Ensinnäkin tämä johtuu siitä, että V8-moottori on erittäin monimutkainen. Lisäksi siinä on suuri määrä yksityiskohtia. Siksi V8-moottorin korjaaminen on vaikeaa ja kallista. Toiseksi tällaisille moottoreille on ominaista korkea polttoaineenkulutus.

Moderni kehitys

Kaikkien polttomoottoreiden kehityksessä viime aikoina on ollut taipumus lisätä tehokkuutta ja taloudellisuutta. Tämä saavutetaan vähentämällä tilavuutta ja erilaisten järjestelmien, kuten polttoaineen suoraruiskutuksen, turboahtimen, säädettävän venttiilin ajoituksen jne. käyttöä. Tämä on johtanutse, että suuret moottorit, mukaan lukien V8, ovat vähitellen menettämässä suosiotaan. Monilitraiset moottorit korvataan nyt pienemmillä turboahdetuilla moottoreilla. Tämä on vaikuttanut erityisesti V12- ja V10-versioihin, jotka korvataan ahdettuilla V8:illa ja jälkimmäiset V6:illa. Toisin sanoen moottoreiden keskimääräinen tilavuus pienenee, mikä johtuu osittain tehokkuuden kasvusta, joka mitataan litrateholla. Urheilu- ja luksusautoissa käytetään kuitenkin edelleen tehokkaita monilitraisia voimayksiköitä. Lisäksi niiden tuottavuus on kasvanut merkittävästi aiempaan verrattuna nykyaikaisten teknologioiden käytön ansiosta.

Näkymät

Huolimatta mahdollisista polttomoottoreiden korvaamisesta sähkö- ja muilla ympäristöystävällisillä moottoreilla, ne eivät silti ole menettäneet merkitystään. Erityisesti V-muotoisia vaihtoehtoja pidetään erittäin lupaavina. Tähän mennessä suunnittelijat ovat kehittäneet tapoja poistaa puutteensa. Lisäksi heidän mielestään tällaisten voimayksiköiden potentiaalia ei ole täysin paljastettu, joten ne on helppo päivittää.