מנוע V8: מאפיינים, תמונה, דיאגרמה, מכשיר, נפח, משקל. רכבים עם מנוע V8

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

כיום, קיימות מספר אפשרויות ליחידות כוח, בהתאם לפריסה ולמספר הצילינדרים. מנוע ה-V8 שייך למנועי הרמה הגבוהה ביותר למכוניות נוסעים, שכן הוא מצויד בדגמי ספורט ועלית. לכן, הם לא מאוד נפוצים, אבל מבוקשים.

הגדרה

מנוע V8 הוא מנוע V8 עם שתי שורות של ארבעה צילינדרים וגל ארכובה משותף.

דרישות מוקדמות ליצירה

בתחילת המאה הקודמת לא היה קשר ישיר בין גודל המנוע למספר הצילינדרים. עם זאת, לאורך זמן, גורמים כמו עלייה בסל ד והספק, כמו גם דחף להפחתת עלויות, הובילו להצגת האמצע הצילינדר. בנוסף, היה דבר כזה כוח ליטר. לפיכך, הם קשרו את כוחו של המנוע למספר הצילינדרים. כלומר, לכל צילינדר יש נפח מסוים, והספק מסוים מוסר מערך נפח מסוים. יתר על כן, מאפיינים אלה עוברים אופטימיזציה, כלומר חורגים מהם כאשרייצור סדרתי אינו משתלם. לפיכך, החלו להצטייד דגמי מסה קטנה במנועי נפח קטנים עם מספר קטן של צילינדרים, ועל מנת להשיג הספק גבוה היה צורך ליצור יחידות כוח רב-צילינדריות בנפח גדול יותר.

היסטוריה

מנוע ה-V8 הראשון נכנס לייצור בשנת 1904. הוא פותח שנתיים קודם לכן על ידי Leon Levasseur. עם זאת, הוא לא שימש למכוניות, אלא הותקן על מטוסים וסירות קטנות.

מנוע המכונית V8 הראשון בנפח 3536 סמ ק3 הופק על ידי רולס רויס. עם זאת, היא בנתה רק 3 מכוניות שצוידו בו.

בשנת 1910 הוצג ה-7773 cm3 V8 על ידי היצרן De Dion-Bouton. ולמרות שהיו גם מעט מאוד מכוניות שצוידו בו, ב-1912 הוא הוצג בניו יורק, מה שגרם לעניין רב. לאחר מכן, יצרנים אמריקאים החלו ליצור מנועים כאלה.

המכונית הראשונה בייצור המוני יחסית עם מנוע V8 הייתה קאדילק ב-1914. זה היה מנוע שסתום תחתון בגודל 5429 ס מ3. יש דעה שהעיצוב שלו הועתק מיחידת הכוח הצרפתית שהוזכרה לעיל. כ-13,000 כלי רכב מצוידים בו יוצרו בשנה הראשונה.

אחרי שנתיים, Oldsmobile הציגה את הגרסה שלה ל-4L V8.

בשנת 1917 השיקה שברולט גם את ה-4.7L V8, אולם בשנה שלאחר מכן, היצרן הפך לחלק מ-GM, ששתי החברות שהוזכרו לעיל היו גם תת חטיבות. עם זאת, שברולט, בניגוד אליהם, התמקדה בייצור חסכונימכוניות שהיו אמורות להיות מצוידות במנועים פשוטים יותר, ולכן ייצור ה-V8 הופסק.

כל המנועים שנדונו לעיל הותקנו בדגמים יקרים. בפעם הראשונה, הם הועברו לפלח ההמוני על ידי פורד בשנת 1932 על דגם 18. יתר על כן, ליחידת הכוח הזו הייתה חידוש טכני משמעותי. הוא היה מצויד בבלוק צילינדר מברזל יצוק, אם כי לפני כן ייצור חלקים כאלה נחשב בעיני חלק בלתי אפשרי מבחינה טכנית, ולכן הצילינדרים הופרדו מבית הארכובה, מה שהפך אותם לקשים ויקרים יותר לייצור. כדי ליצור חלק מקשה אחת, היה צורך לשפר את טכנולוגיית היציקה. יחידת הכוח החדשה קיבלה את השם Flathead. הוא הופק עד 1954

בארה ב, מנועי V8 הפכו נפוצים במיוחד בשנות ה-30. הם הפכו כל כך פופולריים שכל סוגי מכוניות הנוסעים, למעט התת-קומפקט, היו מצוידים ביחידות כוח כאלה. ומכוניות עם מנוע V8 עד סוף שנות ה-70 היוו 80% מכלל המיוצרים בארצות הברית. לכן, רבים מהמונחים הקשורים למערכות הנעה אלו הם ממקור אמריקאי, ו-V8 עדיין מזוהה עם מכוניות אמריקאיות עבור רבים.

באירופה, המנועים האלה לא זכו לפופולריות כזו. אז, במחצית הראשונה של המאה הקודמת, רק דגמי עילית שיוצרו ביצירה צוידו בהם. רק בשנות ה-50 החלו להופיע מנועי שמונה צילינדרים סדרתיים ראשונים או מכוניות עם מנוע V8. ואז כמה מהאחרונים היו מצוידים ביחידות כוח מתוצרת אמריקאית.

Layout

בתחילת העברהמאה, היו פריסות מנוע יוצאות דופן מאוד לזמנים המודרניים, למשל, שבעה צילינדרים, שמונה צילינדרים בשורה ובצורת כוכב.

עם ייעול התכנון של המנועים, הודות להכנסת העקרונות הנ ל, נקבע כעת מספר הצילינדרים למנועים בהתאם להספק שלהם. ובהמשך, עלתה השאלה לגבי מיקומם האופטימלי.

אפשרות הפריסה הפשוטה ביותר הופיעה ראשונה - סידור צילינדרים בשורה. סוג זה כרוך בהתקנה שלהם בשורה אחד אחרי השני. עם זאת, פריסה זו רלוונטית למנועים עם לא יותר משישה צילינדרים. במקרה זה, האפשרויות הנפוצות ביותר עם ארבעה צילינדרים. מנועי שני ושלושה צילינדרים הם נדירים יחסית, למרות שהם הופיעו בתחילת המאה ה-20. גם מנועי חמישה צילינדרים אינם נפוצים במיוחד, חוץ מזה, הם פותחו רק באמצע שנות ה-70. מנועי שישה צילינדרים בשורה מאבדים כעת פופולריות. פריסת השורה של מנועי שמונה צילינדרים לא הייתה בשימוש עוד בשנות ה-30.

השימוש בסכימה בצורת V עבור מנועים עם מספר גדול של צילינדרים נובע משיקולי פריסה. אם אתה משתמש בפריסה בשורה עבור יחידות כוח מרובות צילינדרים, הם יתבררו כארוכים מדי, ותהיה בעיה עם המיקום שלהם מתחת למכסה המנוע. כעת הנפוצה ביותר היא הפריסה הרוחבית, וקשה מאוד למקם יחידת כוח בשורה אפילו בעלת שישה צילינדרים בדרך זו. במקרה זה, הבעיות הגדולות ביותר מתעוררות עם מיקום תיבת ההילוכים. זו הסיבה שמנועים כאלה נכנעושכיחות של V6. את האחרון ניתן למקם הן לאורך והן לרוחב.

Application

התוכנית הנבדקת משמשת לרוב במנועים בנפח גדול. הם מותקנים בעיקר על דגמי ספורט ופרימיום בין מכוניות, כמו גם על רכבי שטח כבדים, משאיות, אוטובוסים, טרקטורים.

תכונות

V8 הפרמטרים העיקריים כוללים נפח, הספק, זווית קמבר, יציבות.

כרך

פרמטר זה הוא אחד העיקריים עבור כל מנוע בעירה פנימית. בתחילת ההיסטוריה של מנועי הבעירה הפנימית לא היה קשר בין גודל המנוע למספר הצילינדרים, והנפח הממוצע היה גבוה בהרבה מעכשיו. אז ידועים מנוע 10 ליטר חד צילינדר ומנוע 23 ליטר שישה צילינדרים.

עם זאת, מאוחר יותר הוצגו תקנות נפח הגליל שהוזכרו לעיל והקשר בין נפח והספק.

כאמור, הפריסה המדוברת משמשת בעיקר ליחידות כוח רב-ליטר. לכן, נפח מנוע ה-V8 הוא בדרך כלל לפחות 4 ליטר. הערכים המרביים של פרמטר זה עבור מנועים מודרניים של מכוניות ורכבי שטח מגיעים ל-8.5 ליטר. משאיות, טרקטורים ואוטובוסים מצוידים ביחידות כוח גדולות יותר (עד 24 ליטר).

Power

ניתן לקבוע מאפיין זה של מנוע ה-V8 על סמך הספק הליטר הספציפי. עבור מנוע בנזין אטמוספרי, זה 100 כ"ס. לפיכך, למנוע 4 ליטר יש כוח של400 כ"ס בממוצע לפיכך, אפשרויות נפח גבוהות יותר הן חזקות יותר. במקרה של מערכות מסוימות, במיוחד טעינת-על, קיבולת הליטר גדלה משמעותית.

Camber angle

פרמטר זה רלוונטי רק עבור מנועי V. זה מובנה בתור הזווית בין שורות הגלילים. עבור רוב מערכות ההנעה, זה 90 מעלות. סידור זה של צילינדרים נפוץ מכיוון שהוא משיג רמות רעידות נמוכות והצתה מיטבית של התערובת ויוצר מנוע נמוך ורחב. לאחרון יש השפעה חיובית על הטיפול, שכן יחידת כוח כזו עוזרת להפחית את מרכז הכובד.

מנועים עם זווית קמבר של 60º הם מעט פחות נפוצים. פחות מנועים משמעותית עם זווית מינימלית עוד יותר. זה מקטין את רוחב המנוע, עם זאת, קשה לשכך רעידות באפשרויות כאלה.

יש מנועים עם זווית סיבובית (180º). כלומר, הצילינדרים שלהם ממוקמים במישור אופקי, והבוכנות נעות זו לזו. עם זאת, מנועים כאלה אינם נקראים בצורת V, אלא בוקסר ומסומנים באות B. הם מספקים מרכז כובד נמוך מאוד, וכתוצאה מכך מנועים כאלה מותקנים בעיקר בדגמי ספורט. עם זאת, הם רחבים, כך שמנועי בוקסר נדירים בגלל קושי המיקום.

Vibrations

תופעות אלו בכל מקרה מופיעות במהלך פעולת מנוע בוכנה. עם זאת, מעצבים שואפים למזער אותם ככל האפשר, שכן הם לא רקלהשפיע על הנוחות, אבל ברמות מוגזמות עלול להוביל לנזק ולהרס של המנוע.

במהלך תפקודו פועלים כוחות ורגעים רב-כיווניים. כדי להפחית רעידות, יש צורך לאזן אותן. אחד הפתרונות לכך הוא לתכנן את המנוע בצורה כזו שהמומנטים והכוחות יהיו שווים ומנוגדים. מצד שני, זה מספיק כדי לשנות רק את גל הארכובה. אז אתה יכול לשנות את מיקום הצוואר שלו ולהתקין עליו משקולות נגד, או להשתמש בפירי איזון לסיבוב נגדי.

Poise

קודם כל, יש לציין שבין המנועים הנפוצים, רק שני סוגים מאוזנים - בשורה ובוקסר, ושישה צילינדרים. מנועים של פריסות אחרות שונות במחוון זה.

באשר ל-V8s, הם די מאוזנים, במיוחד גרסאות הקמבר בזווית ישרה עם ארכובה מאונכים. בנוסף, החלקה ניתנת בשל האפשרות להבטיח חילופי הבזקים אחידים. למנועים כאלה יש רק שני רגעים לא מאוזנים על הלחיים של הצילינדרים החיצוניים, אותם ניתן לפצות באופן מלא על ידי שני משקלי נגד על גל הארכובה.

הטבות

מנועי V נבדלים ממנועי שורה במומנט מוגבר. זה מקל על ידי התוכנית של מנוע V8. בניגוד למנוע בשורה, שבו כיוון הכוחות מאונך ישירות, במנוע הנדון הם פועלים על הציר משני צדדים בצורה משיקית.זה יוצר יותר אינרציה משמעותית, ונותן תאוצה דינמית לציר.

בנוסף, גל הארכובה V8 קשיח מאוד. כלומר, אלמנט זה חזק יותר, ולכן הוא עמיד ויעיל יותר כאשר עובדים בתנאים מגבילים. זה גם מרחיב את טווח תדרי הפעולה של המנוע ומאפשר לו להסתובב מהר יותר.

לבסוף, מנועי V הם קומפקטיים יותר ממנועי שורה. והם לא רק קצרים יותר, אלא גם נמוכים יותר, כפי שניתן לראות מהצילום של מנוע ה-V8.

פגמים

מנועים של הפריסה הנבדקת נבדלים על ידי עיצוב מורכב, שגורם לעלות גבוהה. בנוסף, עם אורך וגובה קטנים יחסית, הם רחבים. כמו כן, משקלו של מנוע ה-V8 גדול (מ-150 עד 200 ק ג), מה שגורם לבעיות בחלוקת המשקל. לכן, הם אינם מותקנים על מכוניות קטנות. בנוסף, למנועים כאלה יש רמת רטט משמעותית וקשה לאזן אותם. לבסוף, הם יקרים לתפעול. ראשית, זה נובע מהעובדה שמנוע ה-V8 מורכב מאוד. בנוסף, יש לו מספר רב של פרטים. לכן, תיקון מנוע V8 הוא קשה ויקר. שנית, מנועים כאלה מאופיינים בצריכת דלק גבוהה.

פיתוח מודרני

בפיתוח כל מנועי הבעירה הפנימית, יש לאחרונה נטייה להגביר את היעילות והחסכון. הדבר מושג על ידי הפחתת הנפח ושימוש במערכות שונות כגון הזרקת דלק ישירה, הטענת טורבו, תזמון שסתומים משתנה וכו'.העובדה שמנועים גדולים, כולל V8, מאבדים בהדרגה פופולריות. מנועי מולטי ליטר מוחלפים כעת במנועי טורבו קטנים יותר. זה השפיע במיוחד על גרסאות ה-V12 וה-V10, שמוחלפות ב-V8 מוגדשות, ואת האחרונה ב-V6. כלומר, נפח המנועים הממוצע יורד, מה שנבע בין היתר מהעלייה ביעילות, הנמדדת בהספק ליטר.עם זאת, מכוניות ספורט ויוקרתיות עדיין משתמשות ביחידות כוח רב-ליטרים חזקות. יתרה מכך, הפרודוקטיביות שלהם גם עלתה משמעותית בהשוואה לעבר הודות לשימוש בטכנולוגיות חדישות.

Prospects

למרות הסיכויים להחלפת מנועי בעירה פנימית במנועים חשמליים ואחרים ידידותיים לסביבה, הם עדיין לא איבדו את הרלוונטיות שלהם. בפרט, אפשרויות בצורת V נחשבות למבטיחות מאוד. עד כה, מעצבים פיתחו דרכים לבטל את החסרונות שלהם. בנוסף, לדעתם, הפוטנציאל של יחידות כוח כאלה אינו נחשף במלואו, ולכן קל לשדרג אותן.