Вікіпедія

Двигун V4

Двигун V4 — чотирициліндровий поршневий двигун, де циліндри мають спільний колінчастий вал і розташовані у V-подібній конфігурації. Двигун V4 менш поширений порівняно з рядними чотирициліндровими двигунами, однак вони використовувалися в автомобілях, мотоциклах та інших сферах.

1990-2002 Honda ST1100 двигун V4 з поздовжнім розташуванням

Дизайн

ред.

Деякі двигуни V4 мають дві шатунні цапфи, які спільно використовуються протилежними циліндрами. У двигунах цього типу колінчастий вал зазвичай підтримується трьома корінними підшипниками. Однак таке розташування призводить до нерівномірної роботи двигуна.

Порівняно з більш поширеною схемою рядного двигуна, двигун V4 набагато коротший. Хоча можна використовувати різні V-кути, якщо два поршні знаходяться під V-кутом 90° зі спільними шатунними цапфами, двигун надає додаткову перевагу ідеального первинного балансу, який зменшує вібрацію. [1] Конструкція також може призвести до меншої хитної пари, ніж рядний чотирициліндровий двигун, а коротший колінчастий вал менш сприйнятливий до ефектів торсіонної вібрації через його підвищену жорсткість. 

Недоліки двигунів V4 включають те, що їхня конструкція за своєю суттю ширша порівняно з рядними чотирициліндровими двигунами, а також вимога двох випускних колекторів, двох головок циліндрів і двох клапанних механізмів (отже, потрібні два або чотири розподільні вали для двигунів з верхнім розміщенням кулачка), а не лише одна головка блоку циліндрів, один колектор, один клапанний механізм і один або два розподільних вали для чотирирядного двигуна.[2] Наявність двох окремих груп компонентів збільшує вартість і складність у порівнянні з рядними двигунами.

Оскільки двигуни V4 ширші за рядні двигуни, включення допоміжних приводів, систем впуску та вихлопних систем при збереженні загального компактного розміру може бути складнішим, як в інших V-подібних двигунів. Щоб зменшити ширину, можна використовувати більш вузький V-кут, наприклад 60 градусів. Хоча 60° V4 є більш компактним, ніж 90° V4, конструкція 60° не має ідеального первинного балансу (якщо шатунні цапфи не розділені), і часто потрібен балансирний вал для зменшення вібрацій, подібний до двигунів V6. Крім того, будь-який двигун V4 зі спільними шатунними цапфами працюватиме нерівномірно та потенційно потребуватиме важчого маховика. Використання розділених шатунів у двигуні V4 60°, як це використовується на двигунах Ford Essex V4 і Ford Taunus V4, призводить до рівномірного порядку запалювання.

Використання в автомобілях

ред.
 
1960–1994 ЗАЗ Запорожець з V4 двигуном і повітряним охолодженням
 
Двигун Lancia V4 1963–1976 років
 
Двигун Ford Taunus V4 1970-1974 років (в Saab Sonett III)

Найперші двигуни V4 використовувалися в автомобілях для перегонів Гран-Прі (пізніше їх назвали «Формула-1»). Один із піонерських двигунів V4 був у задньомоторному автомобілі Mors 1898 року, виготовленому у Франції.[3][4] У той час відсутність вібрації від двигуна V4 була ключовою перевагою. [5] Однак до 1901 року автомобільний двигун V4 був замінений на звичайну рядну четвірку.

У 1907 році на Гран-прі Франції автомобіль, який брав участь Дж. Уолтер Крісті, використовував 19 891 см3 (1 214 дюйм3) Двигун V4, найбільший двигун, який коли-небудь використовувався в перегонах Гран-Прі. [6] Двигун був встановлений поперечно спереду, а автомобіль був передньопривідним. Автомобіль знявся з Гран-прі Франції лише після чотирьох кіл, однак пізніше встановив рекорд швидкості 164 км/год (102 миля/год).[7]

Першим двигуном V4, який використовувався у серійних автомобілях, був двигун Lancia V4, який вперше був використаний у Lancia Lambda 1922 року. [8] Двигун Lancia мав вузькокутну конструкцію з кутом 20 градусів між ланками та одну головку циліндра з одним верхнім розподільним валом, який ділився на обидва ланки. Він також використовував алюміній як для блоку, так і для головки (що було незвично для того часу). Lancia виробляла двигуни V4 до 1976 року, коли їх замінили рядні чотирициліндрові двигуни.

ЗАЗ «Запорожець» 1960-1994 років випуску — радянський міський автомобіль із заднім розташуванням двигуна V4. [9] В основу цього двигуна лягла конструкція військової машини-амфібії ЛуАЗ-967. Він мав повітряне охолодження з магнієвим блоком і випускався робочим об’ємом 0,7—1,2 л (43—73 дюйм3). [10]

AMC Air-cooled 108 був 108 дюйм3 (1,8 л) двигун, виготовлений з 1960 по 1963 рік для використання в легкій військовій машині M422 Mighty Mite. [11] [12] M422 був розроблений American Motors Corporation (AMC) у Сполучених Штатах і спеціально розроблений для транспортування вертольотом. [13] [14]

Починаючи з 1960-х років, європейські підрозділи Ford виробляли два неспоріднених двигуни V4. Першим був двигун Ford Taunus V4, що випускався в Німеччині з 1962 по 1981 рік. Taunus був 60-градусним двигуном V4 з водяним охолодженням і верхніми клапанами. Спочатку розроблений для використання в автомобілях з переднім розташуванням двигуна, він використовувався в різних моделях Ford, а також у передньопривідних моделях Saab 95, Saab 96 і Saab Sonett. Його також використовували в середньомоторному спортивному автомобілі Matra 530. [15] [16] [17] Другим двигуном Ford V4 був двигун Ford Essex V4, який вироблявся у Великій Британії з 1965 по 1977 рік і використовувався в кількох моделях Ford Corsair, Capri, Consul, Zephyr і Transit. [18] Хоча розроблений окремо від двигуна Taunus, Essex також був 60-градусним V4 з водяним охолодженням, верхніми клапанами та призначений для використання в автомобілях/фургонах з переднім розташуванням двигуна.

Перегоновий автомобіль Porsche 919 Hybrid LMP1, який використовувався в сезонах 2014–2017 років, використовував 2,0 л (122 дюйм3) 90-градусний двигун V4 з турбонаддувом, який був встановлений посередині. [19]

Використання у мотоциклах

ред.
 
Вид у розрізі Yamaha V-Max 2009 року

Одним із перших мотоциклів з двигуном V4 був Matchless Silver Hawk 1931-1935 років, виготовлений у Великобританії. [20] Silver Hawk використовував вузькокутовий 16-градусний двигун V4 з однією головкою циліндра, штовхачем і повітряним охолодженням.

Puch P800 1936-1938 років був побудований в Австрії як для цивільного, так і для військового використання. [21] P800 використовував дуже ширококутний 170-градусний двигун V4 (тому він був близький за зовнішнім виглядом до опозитного чотирициліндрового двигуна) з двома головками циліндрів і повітряним охолодженням. [22]

Двигуни V4 використовувалися в середині-кінці 1980-х років, особливо в мотоциклах Honda з поперечним розташуванням двигуна, які мали 90-градусний двигун V4 з водяним охолодженням. [23]

Більшість виробників MotoGP 2020 року обрали конфігурацію V4 для своїх мотоциклів. До них належать:

Використання на човнах

ред.

Ще один варіант використання двигуна V4 – підвісні човнові мотори. Конфігурація V4 популярна для підвісних суден через невелику довжину двигуна.

У 1958 році Джонсон і Евінруд представили 70,7 дюйм3 (1 159 см3) Підвісні двигуни V4 з потужністю 50 к. с. (37 кВт) і вагою 200 фунт (91 кг).[24] До 1972 року той самий базовий блок V4 виробляв більш ніж удвічі більше кінських сил у стандартній формі завдяки досвіду виробників, отриманому під час перегонів.[25] У 1988 році Yamaha представила 130 к. с. (97 кВт) двотактний V4 на ринок США з так званим уприскуванням оливи «прецизійної суміші».[26] Більшість човнових моторів — це, як правило, двотактні двигуни з карбюратором.

Використання у інших сферах

ред.

У 1935 році компанія Wisconsin Motor Manufacturing Company почала виробляти бензинові двигуни V4 для промислового, сільськогосподарського та стаціонарного устаткування[27], де кілька виробників сільськогосподарського обладнання використовували двигуни V4 Wisconsin.[28] У 1950 році найбільшим двигуном Вісконсіна V4 був VR4D з робочим об'ємом 255 дюйм3 (4,2 л) і вихідною потужністю 56,5 к. с. (42 кВт) при 3000 об/хв і піковому крутному моменті 162 фунт⋅фут (220 Н⋅м) при 1250 об/хв.[29] Компанія випускала двигуни V4 до 2019 року.[30]

У середині 1940-х років компанія Turner Manufacturing у Сполученому Королівстві виготовила дизельний двигун V4 з водяним охолодженням для промислового та морського використання. Цей двигун використовувався в тракторі Turner Yeoman of England 1949-1957 років.[31]

Компанія Mitsubishi Heavy Industries побудувала 4ZF, дизельний двигун V4 з повітряним охолодженням, який використовувався в бронетранспортері Type 73 і пов’язаних японських військових машинах з 1973 року.[32][33]

Дивись також

ред.

Список літератури

ред.
  1. ↑ Dusil, Tomáš (17 травня 2017). Automobilový vidlicový čtyřválec (V4): Proč se skoro nepoužívá?. Auto.cz (чес.). Процитовано 20 березня 2018.
  2. ↑ Torchinsky, Jason. Why Are V4 Engines So Rare?. Jalopnik. Процитовано 20 березня 2018.
  3. ↑ Grand Prix Cars - Mors 60 HP. grandprixhistory.org. Процитовано 7 грудня 2019.
  4. ↑ MORS. brighton-early.com. Архів оригіналу за 9 December 2004.
  5. ↑ The Mors Motor-Car. The Automotor and Horseless Carriage Journal: 272—273. March 1897.
  6. ↑ Top 10, motores V4 como el de Porsche en Le Mans. revistacar.es (es-ES) . 17 липня 2017. Процитовано 20 березня 2018.
  7. ↑ Walters V4. klassiker.nu (швед.). 30 жовтня 2018. Процитовано 7 грудня 2019.
  8. ↑ 100 Years of Motoring. The Motor: 52. 25 травня 1985. Процитовано 20 березня 2018.
  9. ↑ Obsolete Engines 101: The Mythical "V4". Car Throttle. 10 вересня 2009. Архів оригіналу за 20 червня 2014. Процитовано 19 липня 2012.
  10. ↑ Baldwin, Nick (1987). The World guide to automobile manufacturers. Facts on File Publications. с. 530. ISBN 9780816018444. Процитовано 20 березня 2018.
  11. ↑ Mighty Mite M422. 4WD Online. Архів оригіналу за 16 July 2011. Процитовано 20 березня 2018.
  12. ↑ Morr, Tom (1 січня 2013). 1961 AMC M422A1 Mighty Mite - Tin Soldier. Four Wheeler Network. Процитовано 20 березня 2018.
  13. ↑ AMC M422 Mighty Mite Jeep (1959-62). motor-car.net (брит.). Процитовано 7 грудня 2019.
  14. ↑ Ranking The Best And Weirdest Engines Ever Made By Jeep. autowise.com. Процитовано 7 грудня 2019.
  15. ↑ Cole, Lance (2011). SAAB 99 & 900: The Complete Story. Crowood. ISBN 9781847973528. Процитовано 20 березня 2018.
  16. ↑ McCourt, Mark J. (December 2017). 1971 Saab 96 V4: A Ford-sourced engine gave this Swede a new lease on life. Hemmings Motor News. Процитовано 20 березня 2018.
  17. ↑ Henshaw, Peter (2004). Sports Cars: 500 Series. MBI Publishing. с. 178. ISBN 9780760319956. Процитовано 20 березня 2018.
  18. ↑ Lee, Peter (2015). Ford Transit: Fifty Years. Crowood. ISBN 9781847978745. Процитовано 20 березня 2018.
  19. ↑ Porsche starts in Le Mans with four works cars. Porsche AG. 13 січня 2014. Процитовано 16 лютого 2014.
  20. ↑ Hodgson, Martin (17 червня 2016). 1930 Matchless Silver Hawk. Pipeburn. Процитовано 19 березня 2021.
  21. ↑ Austrian Motorcycles. Classic Motorcycles by Sheldon's Emu (ісп.). Процитовано 8 грудня 2019.
  22. ↑ Puch P800. motos-of-war.ru. Процитовано 8 грудня 2019.
  23. ↑ Historical V4's. Honda Media Newsroom. American Honda Motor. Архів оригіналу за 23 February 2014. Процитовано 17 лютого 2014.
  24. ↑ Hicks, Clifford B. (October 1957). Big News for Boaters: the V4 outboard engine. Popular Mechanics. 108 (4): 140—142. Процитовано 26 лютого 2021.
  25. ↑ Roe, Jim (February 1972). New Outboards. Popular Science. 200 (2): 146. Процитовано 26 лютого 2021.
  26. ↑ Skorupa, Joe (April 1988). Outdoors: Yamaka stirs up the waterways. Popular Mechanics. 165 (4): 38, 40. Процитовано 26 лютого 2021.
  27. ↑ Swanson, David (2003). Early History Of The Wisconsin Motor Company. Wisconsin Motors Canada. Процитовано 14 січня 2016.
  28. ↑ Wisconsin Motors advertisement. Product Engineering. 32: 415. 1961. Процитовано 14 січня 2016.
  29. ↑ Wisconsin Motors Corp. Automotive Industries. 138: 64. 1968. Процитовано 14 січня 2016.
  30. ↑ Engine: W4-1770. wiengines.com. Архів оригіналу за 17 February 2019.
  31. ↑ Yeoman of England Tractors. Turner Manufacturing. Архів оригіналу за 11 квітня 2021. Процитовано 19 березня 2021.
  32. ↑ Type 75 Multiple Launch Rocket System. military-today.com. Архів оригіналу за 8 березня 2020. Процитовано 8 грудня 2019.
  33. ↑ Type 75 MLRS 130mm Multiple-Launch Rocket System - Japan. militaryfactory.com. Процитовано 8 грудня 2019.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Двигун_V4&oldid=43529794