Самые необычные конструкции двигателей в мире
Назад в прошлое: экскурсия по двигателям.
Открыв капот автомобиля сегодня, вы наверняка встретите знакомый кусок металла. Но в истории автопромышленности было немало попыток предложить миру что-то другое. Мы собрали для вас необычные конструкции двигателей, которые были выпущены за долгую историю развития автомира.
Как же удивителен автомир! Вы посмотрите, как изменились автомобили за последние 50 лет. Но изменения можно увидеть не только во внешности и в салоне. Наибольшее количество преобразований, конечно, коснулось двигателя, коробки передач и подвески. Сегодня мы хотим поговорить о самых удивительных силовых агрегатах, которые выпускались (а некоторые выпускаются до сих пор) за долгую историю автопромышленности. Но независимо от того, снят двигатель с производства или по-прежнему выпускается, все силовые агрегаты, которые мы собрали в нашем обзоре, подчеркивают удивительную инженерную мысль, присутствующую в том или ином моторе, которая нужна для развития автомобиля в целом. Итак, вот все необычные двигатели в порядке их появления в мире:
Одноцилиндровый двигатель
Используется: с 1885 года
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания относится к самому первому автомобилю в мире, который был выпущен в 1885 году.
Это транспортное средство было оснащено четырехтактным мотором объемом 954 куб. см. Двигатель был установлен под сиденьем пассажира и выдавал менее 1 л. с.
Тем не менее благодаря простой конструкции мотор было легко производить и модернизировать. В итоге новые версии мотора быстро выросли в мощности до 2 л. с. Одноцилиндровые двигатели применялись с тех пор во многих легковых и экономичных автомобилях.
Используется: с 1889 года
Двигатель V-twin предлагает множество привлекательных черт для использования в автомобиле. Он компактный и легкий, поскольку большинство из них производилось на основе мотоциклетных блоков. Первым автомобилем, где начали использовать V-образный мотор, был Stahlradwagen Daimler (на фото). Но сначала этот силовой агрегат не получил большую популярность, и только в 1920-х годах эта конструкция моторов привлекла внимание, когда такие компании, как GN и Morgan, начали создавать спортивные автомобили.
Кстати, вы не поверите, но подобная конструкция мотора до сих пор производится компанией Morgan для транспортных средств Three-wheeler. Мощность современного V-twin двигателя составляет 82 л. с., которые достигаются за счет 2,0-литрового объема.
Двигатель V4
Используется: с 1887 года
На протяжении многих лет двигатель V4 не завоевал доверия у автопроизводителей. Этот мотор имеет не очень хорошую репутацию, после того как компания Ford испытала проблемы с этой конструкцией двигателей, устанавливаемых на американские автомобили в 1960-х и 1970-х годах.
Хотя его компактные размеры и неотъемлемая плавность работы должны были сделать этот мотор идеальным для использования в автомобилях различных классов. Первый двигатель V4 появился в далеком 1897 году на автомобилях компании Émile Mors.
Самым же большим двигателем V4 в истории автопромышленности стал силовой агрегат Grand Prix V4, который использовался в 1907 году в машине Дж. Уолтера Кристи. Объем мотора в этом транспортном средстве был гигантским и составлял 19 981 куб. см.
Также V-образные четырехцилиндровые двигатели использовались компанией Lancia в моделях Appia и Fulvia. С этой конструкцией мотора экспериментировала и компания Porsche в своем спорткаре 919 Le Mans.
Рядный восьмицилиндровый двигатель
Используется: с 1919 года
Как и многие другие двигатели, стоявшие на ранних автомобилях, «прямая восьмерка» была впервые разработана для самолетов. Мощность, количество цилиндров, аэродинамическая форма этого мотора делали его идеальным для этого вида воздушного транспорта. В автомобилях же этот двигатель начал использоваться в Isotta Fraschini. Затем восьмицилиндровый мотор появился в автомобилях компании Leyland Motors (1920 год). Но популяризировала его компания Bugatti, которая начала продавать автомобили не только в Европе, но и в США. Так о рядном моторе узнал весь мир.
Автомобили Bugatti (на фото) с этим мотором также долгое время доминировали в различных гонках, становясь победителями в таких соревнованиях, как Indianapolis 500, в турнирах Grand Prix и в Bonneville Salt Flats.
Рядный 12-цилиндровый двигатель
Используется: с 1920 года
С самого начала появления мощного 12-цилиндрового двигателя автопроизводители сразу поняли, что его можно использовать в роскошных автомобилях. Например, этот мотор в рамках эксперимента был установлен на автомобиль Packard (на фото).
Объем мотора составлял 7238 куб. см.
Двигатель W12
Используется: с 1927 года
Несмотря на то что W12 двигатель популяризировала компания Bentley, появились они еще в далеком 1920 году. Мотор разработали Джон Кобб и Малькольм Кэмпбелл из компании Land Speed Record. Он получил название Napier Lion aero W12.
Но идея мотора в последующем не получила распространение в автопромышленности. И только в 1990 году этот двигатель появился на болиде Life F35 Grand Prix. Однако его признали недостаточно надежным.
Затем компания Audi решила использовать W12 двигатель на своей концепции Avus. В последующем W12 мотор стали ставить на различные автомобили VW Group.
Двигатель V16
Используется: с 1929 года
Компания Maserati стала первой в автомире, кто использовал на своих автомобилях блок двигателя конфигурации V16. Впервые этот странный двигатель установили на модель Tipo V4. Затем компания Alfa Romeo установила его на Tipo 162. Также этот мотор использовала компания Auto Union при создании 490-сильного автомобиля для участия в гонках.
Во время Второй мировой войны с V16 двигателем экспериментировала компания BRM (на фото). Этот автомобиль оснащался 1,5-литровым двигателем мощностью 600 л. с. Но проблемы с системой наддува показали, что этот мотор недостаточно надежный.
Звездообразный, или радиальный двигатель
Используется: с 1935 года
Легкость и простота конструкции радиального двигателя позволяли использовать его не только в самолетах, но и в танках. Однако размер звездообразных двигателей и конструкция клапанов делали этот силовой агрегат менее привлекательным для применения в автопромышленности. Поэтому этот мотор пришел в автопромышленность лишь в 1935 году. Так, этими двигателями были оснащены некоторые болиды, принимающие участие в Гран-при Monaco Trossi (на фото).
Двухтактный радиальный двигатель с воздушным охлаждением использовал наддув и оснащался двумя рядами цилиндров (по 8 шт.).
Мощность мотора составляла 250 л. с. Это не так впечатляет, с учетом того, что объем мотора был 4,0 литра.
Этот силовой агрегат оказался проблемным: он часто перегревался. Также были проблемы с автомобилем, на который устанавливался этот тяжелый двигатель. Дело в том, что 75% веса автомобиля с радиальным мотором было сосредоточено над передней осью, что приводило к недостаточной поворачиваемости машины.
Оппозитный 12-ти цилиндровый двигатель Flat-12
Используется: с 1946 года
В 1947 году Фердинанд Порше придумал оппозитный 1,5-литровый двигатель для Cisitalia (на фото), предназначавшийся для спортивного автомобиля, участвующего в гонках. Этим автомобилем должен был стать Porsche 360. Но в итоге он так и не вышел на трассу.
В 1964 году компания Ferrari забрала эстафету по разработке этого типа двигателей себе, установив его на болид Формулы-1 Ferrari 1512. Однако когда в конце 1970-х годов появились крылатые болиды, требующие вентиляции с воздушным потоком, широкая плоская форма двигателей Flat препятствовала воздушному потоку и компания Ferrari приняла решение больше не использовать мотор в болидах F1.
Оснащались этим двигателем и Ferrari 312T, которые помогли Ferrari стать чемпионами Формулы-1 в 70-х годах. Двигатели Flat-12 также были и в серийных моделях: Berlinetta Boxer и Testarossa.
Газотурбинный двигатель в автомобиле
Используется: с 1950 года
Впервые газотурбинный двигатель в автомобиле, как это ни удивительно, использовала консервативная британская компания Rover на модели Jet 1 (на фото). После окончания Второй мировой войны в этой технологии в автопромышленности компания Rover была лидером. Первый газотурбинный мотор был установлен на шасси Р4. Автомобиль с 0-100 км/час разгонялся за 14 секунд. Первый мотор мог разгонять автомобиль до 145 км/час.
Далее модернизация мотора позволила разработчикам довести его мощность до 230 л. с., подняв максимальную скорость до 245 км/ч.
Компании General Motors и Chrysler также делали попытки в создании автомобильных газотурбинных двигателей и даже оснащали ими некоторые спортивные автомобили для участия в гонках в Ле-Мане и Формуле-1. Но в итоге американцы так и не смогли продвинуть эту идею дальше.
Сегодня газотурбинные моторы чаще всего используются в танках и другой военной технике.
Линейный трехцилиндровый двигатель
Используется: с 1953 года
Линейный трехцилиндровый двигатель впервые появился в 1950-х годах, когда компании DKW (на фото) и Saab начали использовать их в своих новых моделях. Правда, в то время эксперты не оценили модель трехцилиндрового двигателя, посчитав его очень скоромным. Это сегодня такие двигатели на вес золота благодаря легкому весу, эффективности и т. п. Сейчас трехцилиндровые моторы устанавливаются на многие модели. Популяризацию этих моторов в 21 веке начали в автомире компании Ford и Volkswagen.
Двигатель BRM H16
Используется: с 1966 года
В 1966 году британская команда Формулы-1 British Racing Motors представила странный новый мотор для своего болида, который назывался BRM H16. Конструкция мотора, по сути, представляла два плоских восьмицилиндровых двигателя, установленных друг над другом. Каждый из них оснащался отдельным коленвалом, к которым были присоединены шестерни, что делало всю конструкцию очень тяжелой.
Этот мотор устанавливался на Lotus 43 (на фото), за рулем которого сидел Джим Кларко, ставший в 1966 году победителем Гран-при США. Однако это была единственная победа болида с двигателем H16. Вскоре разработка этого мотора прекратилась в пользу более прогрессивного двигателя V12.
Роторный двигатель
Используется: с 1967 года
Компания Mazda с самого начала была привязана к роторным двигателям. Так, многие известные автомобили Mazda использовали в своей конструкции роторные моторы.
Но роторный двигатель создала не компания Mazda. Его автор – немецкий инженер Феликс Ванкель, который работал в компании NSU. Уже после изобретения роторного двигателя компания NSU была куплена компанией Mazda. Вот откуда у японцев технологии роторных силовых агрегатов.
Кстати, на основе роторных моторов на свет появилась Mazda Cosmo 110S (на фото), на основе которых японцы основали линию спортивных автомобилей.
Оппозитный восьмицилиндровый двигатель
Используется: с 1968 года
Оппозитный восьмицилиндровый двигатель уже давно популярен на самолетах. Да, оппозитные моторы дороги, но плавность их хода перечеркивает этот минус. Впервые оппозитный мотор появился на Porsche 908. Этот автомобиль был построен для спортивных гонок. Объем 3 литра, мощность 355 л. с. Это был неудачный опыт.
Двигатель V5
Используется: с 1983 года
Когда начинают говорить о двигателях V5, то, как правило, сразу вспоминают четвертое поколение Volkswagen Golf и Volkswagen Bora, в некоторых модификациях которых использовался этот вид силовых агрегатов. Впервые этот мотор VW применила на модели Passat в 1997 году. Мощность двигателя составляла 148 л. с. Этот мотор стал альтернативой для мощного V6 и недостаточно мощного четырехцилиндрового рядного мотора.
Но, несмотря на инновационность, эти моторы встретили настороженно.
Впервые подобные двигатели начала применять компания General Motors, которая разрабатывала дизельный V5. Однако до серийного выпуска GM дело так и не дошло.
Двигатель W16
Используется: с 1995 года
Обычно, когда говорят о двигателях W16, сразу вспоминают компанию Bugatti, которая оснащала свои спорткары Veyron этим мотором, который затем перешел и на новый суперкар Chiron. Но первым, кто сделал мотор W16, стал француз Рамон Хименес, построивший суперкар с таким невероятным двигателем (на фото).
Француз объединил четыре мотоциклетных двигателя Yamaha 1000cc. Двигатель оснащался двумя коленвалами и 80 клапанами. Мощность мотора составляла 560 л. с.
Bugatti же пошла еще дальше, создав мотор W16 для спорткара Veyron, мощность которого составляет от 1000 до 1200 л. с. Спорткар же Chiron, который пришел на смену Veyron, имеет мощность 1500 л. с.
Двигатель W8
Используется: с 2001 года
Возможно, этот мотор и оказался технологическим тупиком, но двигатель Volkswagen W8 все равно является довольно- таки интригующим. Он соединяет в себе два узкоугольных мотора V4 с одним общим коленчатым валом, что позволяет восьмицилиндровому двигателю занимать пространство, которое, например, занимает обычный двигатель V6.
Больше цилиндров дают большую мощность, крутящий момент и плавность хода. Например, этот двигатель устанавливался в 4,0-литровый Volkswagen Passat W8. Но эта модификация автомобиля не стала популярной. Всего было продано 11 000 автомобилей с двигателем W8.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Чем отличается двухрядный двигатель от однорядного
Три типа двигателей: а — однорядный двигатель, b — V-образный двигатель, с — VR-двигатель
Конфигурация двигателя внутреннего сгорания
— это инженерный термин, обозначающий расположение главных компонентов поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС). Этими компонентами являются цилиндры и в особенности коленчатые валы, а также иногда распределительный вал.
Поршневой авиационный двигатель.
Работа радиального поршневого двигателя.
Сегодня начинаем серию статей о конкретных типах авиационных двигателей. Первый движок, который удостоится нашего внимания – это поршневой авиационный двигатель. Он имеет полное право быть первым, потому что он – ровесник современной авиации. Один из первых самолетов, поднявшихся в воздух был Флайер-1 братьев Райт (я думаю вы читали об этом здесь :-)). И на нем стоял поршневой двигатель авторской разработки, работавший на бензине.
Долгое время этот тип движка оставался единственным, и только в 40-е годы 20-го века началось внедрение двигателя совсем иного принципа действия. Это был турбореактивный двигатель. Из-за чего это произошло читайте тут. Однако поршневой движок, хоть и утратил свои позиции, но со сцены не сошел, и теперь в связи с достаточно интенсивным развитием так называемой малой авиации (или же авиации общего назначения) он просто получил второе рождение. Что же из себя представляет авиационный поршневой двигатель?
Работа двигателя внутреннего сгорания (тот же рядный поршневой двигатель).
Еще одна схема работы одного ряда цилиндров.
Конечно авиационный поршневой двигатель только принципиально похож на обычный ДВС. На самом деле здесь обязательно присутствует авиационная специфика. Двигатель самолета выполнен из более совершенных и качественных материалов, более надежен. При той же массе, он значительно мощнее автомобильного. Обычно может работать в перевернутом положении, ведь для самолета (особенно истребителя или спортивного) пилотаж – обычное дело, а автомобилю это, естественно, не нужно.
Двигатель М-17, поршневой, рядный, V-образный. Устанавливался на самолеты ТБ-3 (конец30-хгодов 20 в.)
Двигатель М-17 на крыле ТБ-3.
Поршневые двигатели могут различаться как по количеству цилиндров, так и по их расположению. Бывают рядные двигатели (цилиндры в ряд) и радиальные ( звездообразные ). Рядные двигатели могут быть однорядные, двухрядные, V-образные и т.д. В звездообразных цилиндры расположены по окружности (в виде звезды) и бывает их обычно от пяти до девяти (в ряду). Эти двигатели, кстати, тоже могут быть многорядными, когда цилиндры блоками стоят друг за другом. Рядные двигатели обычно имеют жидкостное охлаждение (как в автомашине :-), они и по виду больше похожи на автомобильные), а радиальные – воздушное. Они обдуваются набегающим потоком воздуха и цилиндры, как правило, имеют ребра для лучшего теплосъема.
Звездообразный двигатель. Что это за «чудо»?
Звездообразный, или радиальный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, цилиндры которого расположены радиальными лучами вокруг одного коленчатого вала через равные углы. Звездообразный двигатель имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров. Нашёл широкое применение в авиации.
Главное отличие звездообразного двигателя от поршневых двигателей других типов заключается в конструкции кривошипно-шатунного механизма. Один шатун является главным (он похож на шатун обычного двигателя с рядным расположением цилиндров), остальные являются прицепными и крепятся к главному шатуну по его периферии (такой же принцип применяется в V-образных двигателях).
Недостатком конструкции звездообразного двигателя является возможность протекания масла в нижние цилиндры во время стоянки, в связи с чем требуется перед запуском двигателя убедиться в отсутствии масла в нижних цилиндрах. Запуск двигателя при наличии масла в нижних цилиндрах приводит к гидроудару и поломке кривошипно-шатунного механизма.
В зависимости от размеров и мощности двигателя звездообразные двигатели могут за счёт удлинения коленчатого вала образовывать несколько звёзд — отсеков.
Четырёхтактные звездообразные моторы обычно имеют нечётное число цилиндров в отсеке — это позволяет давать искру в цилиндрах «через один». Возможна работа и с чётным количеством цилиндров (чаще всего — при расположении цилиндров в несколько рядов), но для обеспечения плавного хода их число не может быть степенью числа 2.
Почему рядные 6-цилиндровые двигатели надёжнее всех остальных
За более чем 100-летнюю историю развития автомобильной промышленности двигатели эволюционировали ничуть не меньше, чем сами автомобили и превратились из маломощных 1-цилиндровых агрегатов в сверхмощные многоцилиндровые с разным расположением цилиндров.
Современные легковые автомобили оснащаются различными по объёму как рядными, так и V-образными и даже W-образными двигателями, а количество цилиндров в них может достигать 16-ти, например двигатели автомобилей Bugatti Veyron и Bugatti Chiron.
Однако, если заглянуть в историю, то можно неоднократно убедиться, что самыми надёжными двигателями, способными без проблем преодолеть 500 000 и более километров пробега, всегда были рядные 6-цилиндровые.
Ярким доказательством этому являются легендарные двигатели Nissan серии RB25, Toyota серии 2JZ, Mercedes-Benz серии M104 и BMW серии M50.
Так в чём же преимущество рядных 6-цилиндровых двигателей и почему они настолько надёжны?
Во-первых, в отличие от V-образных и тем более W-образных двигателей, конструкция рядных двигателей, в том числе 6-цилиндровых, более проста, а чем проще механизм, тем он надёжнее и долговечнее.
Во-вторых, рядные 6-цилиндровые двигатели на много дешевле в ремонте и техническом обслуживании, чем аналогичные по объёму, мощности и количеству цилиндров V-образные двигатели.
В-третьих, рядные 6-цилиндровые двигатели наиболее сбалансированые, чем V-образные двигатели с таким же количеством цилиндров, благодаря чему нагрузка на детали двигателя меньше, а их ресурс соответственно больше.
В-четвёртых, в отличие от рядных двигателей с меньшим количеством цилиндров, рядные 6-цилинровые двигатели обладают достаточно большой мощностью, в связи с чем не нуждаются в форсировании, что в свою очередь позволяет сохранить их ресурс.
В-пятых, рядные 6-цилинровые двигатели более экономичны, чем V-образные двигатели с таким же объёмом и количеством цилиндров.
К сожалению, последнее время по ряду причин всё больше автопроизводителей постепенно отказываются от производства рядных 6-цилинровых двигателей и оснащения ими своих автомобилей.
В первую очередь это связано с высоким спросом на дешёвые переднеприводные автомобили с поперечным расположением двигателя, которые технически невозможно, да и не нужно оснащать рядными 6-цилинровыми двигателями.
Ну и, конечно же, не последнюю роль во всём этом сыграли экологи и их жёсткие стандарты вредных выбросов в атмосферу. Ведь именно экологи заставили большинство автопроизводителей отказаться от производства рядных 6-цилинровых двигателей в пользу более экологичных и мощных за счёт турбонаддува V-образных аналогов.
В заключение отмечу, что в настоящее время рядными 6-цилиндровыми двигателями оснащают свои легковые автомобили преимущественно BMW и Mercedes-Benz. К счастью, эти два немецких автопроизводителя пока не планируют отказываться от производства рядных 6-цилиндровых двигателей.
Понравилась публикация? Поделись!
Радиальные двигатели
Раз уж наш блог начал рассказывать про различные типы двигателей, мы не могли не пройти мимо необычных типов ДВС и невероятных машинах, которые на них ездят. Обычный, поршневой двигатель внутреннего сгорания известен всем – коленчатый вал, его двигают от 1 до 16 (редко до 32) поршней, которые перемещаются в цилиндрах вверх-вниз. В цилиндры подается смесь воздуха и топлива (бензина, керосина, ДТ, водорода и проч.). Происходит быстрое сгорание, с большим коэффициэнтом расширения – поршень двигается вниз и толкает коленчатый вал. Двигатели такого типа бывают рядными (L-образными) или не рядными, когда цилиндры стоят под углом друг к другу (V и W- образные). Последний тип – двухэтажный и применяется редко.
Какие же еще есть ДВС? Об одном из них мы хотели бы рассказать в этой статье.
Классификация по взаимному расположению цилиндров
Радиальные двигатели.
Краткая история радиальных двигателей.
Первый радиальный двигатель был создан в 1901 году Чарльзом Мэнли. Он был 5-ти цилиндровым и с водным охлаждением. От был сделан из одной из ротационных машина Стивена Бэлзера, для самолета Аэродрома Лэнгли. Мощность перового радиального двигателя составила 52 л.с. (39 кВт) при 950 об/мин.
В 1903-1904 гг Иаковах Эллехэммере посторил первый в мире 3-х цилиндровый радиальный двигатель с воздушным охлаждением. Позже, в 1907 году он он постотоил более мощный 5-ти цилиндровый двигатель, а в 1908 – 1909 годах он разарабатывал уже 6-ти цилиндровый двухрядный радиальный двигатель. В последствии радиальные или звездообразные двигатели получили широкое применение в авиации из-за своей надежности, малых габаритов и возмощности эффективного применения воздушного охлаждения.