Двигатель V6

редактировать
Поршневой двигатель с шестью цилиндрами в конфигурации «V» Двигатель V6 с двумя верхними распределительными валами в разрезе

A Двигатель V6 представляет собой шести- цилиндровый поршневой двигатель, в котором цилиндры имеют общий коленчатый вал и расположены в V-образной конфигурации.

Первый прототип двигателя V6 был выпущен в 1906 году, однако производство первого автомобильного двигателя V6 началось только в 1950 году. За последние 20–30 лет компоновка V6 стала наиболее распространенной компоновкой для шестицилиндровых автомобильных двигателей.

Содержание

  • 1 Конструкция
    • 1.1 Баланс и плавность
    • 1.2 Углы наклона цилиндров
      • 1.2.1 От 10 до 15 градусов
      • 1.2.2 60 градусов
      • 1.2.3 90 градусов
      • 1.2.4 120 градусов
      • 1.2.5 Другие углы
  • 2 Использование в автомобилях
    • 2.1 Автоспорт
  • 3 Использование на морских судах
  • 4 Использование в мотоциклах
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Конструкция

Из-за своей малой длины двигатели V6 часто используются в качестве более крупного варианта двигателя для транспортных средств, которые в противном случае производятся с рядными четырехцилиндровыми двигателями, особенно в поперечном двигателе транспортных средств. Обратной стороной автомобилей класса люкс является то, что двигатели V6 производят больше вибраций, чем рядные шестицилиндровые двигатели. Некоторые спортивные автомобили используют плоские шестицилиндровые двигатели вместо двигателей V6 из-за их более низкого центра тяжести (что улучшает управляемость ).

Рабочий объем современных двигателей V6 обычно составляет от 2,5 до 3,5 л (от 153 до 214 куб. Дюймов), хотя были произведены более крупные и меньшие образцы, такие как двигатели V6 объемом 1,8 л (110 куб. Дюймов), используемые в 1991-1998 Mazda MX3 и 1999-2005 Rover 45.

Уравновешенность и плавность хода

Все двигатели V6 - независимо от V-образного угла между рядами цилиндров - подвержены первичному дисбалансу, вызванному тем, что каждый блок состоит из рядного трехдвигателя из-за нечетного количества цилиндров в каждом блоке. В двигателях с прямым шестицилиндровым двигателем и плоских шести цилиндрах этот дисбаланс отсутствует. Чтобы уменьшить вибрации, вызванные этим дисбалансом, в некоторых двигателях V6 используются противовесы на коленчатом валу и / или вращающийся в противоположных направлениях балансирный вал.

Шестицилиндровые конструкции имеют меньшую пульсацию в подаче мощности, чем четырехцилиндровые двигатели. к перекрытию рабочих ходов шестицилиндрового двигателя. В четырехцилиндровом двигателе только один поршень находится на рабочем ходе в любой момент времени. Каждый поршень полностью останавливается и меняет направление перед тем, как следующий начинает свой рабочий ход, что приводит к разрыву между рабочими тактами и раздражающей резкости, особенно на более низких оборотах двигателя (RPM). В шестицилиндровом двигателе с равномерным интервалом между запусками следующий поршень начинает свой рабочий ход на 60 ° раньше, чем закончится предыдущий, что приводит к более плавной передаче мощности на маховик.

Сравнивая двигатели на динамометре, двигатель V6 показывает мгновенные пики крутящего момента на 150% выше среднего крутящего момента и впадины на 125% ниже среднего крутящего момента с небольшим отрицательным крутящим моментом (реверсирование крутящего момента двигателя) между рабочими тактами. В случае четырехцилиндрового двигателя пики почти на 300% выше среднего крутящего момента и на 200% ниже среднего крутящего момента, при этом 100% отрицательный крутящий момент передается между тактами. Однако V6 с неравномерным интервалом зажигания показывает большие колебания крутящего момента на 200% выше и на 175% ниже среднего крутящего момента.

Углы ряда цилиндров

от 10 до 15 градусов

Поперечное сечение Двигатель VR6

С 1991 г. по настоящее время Volkswagen производит узкоугольные двигатели VR6 с V-образным углом 10,5 и 15 градусов. Эти двигатели используют одну головку блока цилиндров, совместно используемую обоими группами цилиндров, по конструкции, аналогичной двигателю Lancia V4 1922-1976 годов. Двигатели VR6 использовались в переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя, которые изначально были разработаны для рядных четырехцилиндровых двигателей. Благодаря минимальной дополнительной длине и ширине двигателя VR6 его можно было относительно легко установить в моторные отсеки, чтобы обеспечить увеличение рабочего объема на 50 процентов.

Так как в V между рядами цилиндров нет места для впускной системы, все впускные трубы находятся с одной стороны двигателя, а все выхлопы - с другой стороны. Он использует порядок зажигания 1-5-3-6-2-4 (который является порядком зажигания, используемый большинством рядных шестицилиндровых двигателей), а не обычный порядок зажигания V6 1-2-3-4-5-. 6 или 1-6-5-4-3-2.

60 градусов

1984-1999 годы Nissan VG30E 60-градусный двигатель

Угол вертикальной оси 60 градусов является оптимальной конфигурацией для двигателей V6 с точки зрения баланса двигателя. Когда для каждого цилиндра используются отдельные шатунные штифты (т. Е. При использовании шестицилиндрового коленчатого вала), можно использовать равномерный интервал зажигания в 120 градусов. Этот интервал зажигания кратен V-образному углу 60 градусов, поэтому силы сгорания можно уравновесить с помощью соответствующего порядка зажигания.

Рядный трехцилиндровый двигатель, который формирует каждый ряд цилиндров, однако, производит несбалансированное вращение. и встречные силы. Эти силы остаются неуравновешенными во всех двигателях V6, что часто приводит к использованию балансировочного вала для уменьшения вибрации.

Двигатель Lancia V6 1950 года был пионером в использовании шестиразного коленчатого вала для уменьшения вибрации. В более поздних конструкциях часто используется трехходовой коленчатый вал с «летающими рычагами» между шатунными шейками. Подвижные рычаги позволяют достичь равномерного интервала стрельбы в 120 градусов, а также используются в качестве балансировочных масс для коленчатого вала. В сочетании с парой тяжелых противовесов на концах коленчатого вала, летающие рычаги могут устранить первичный дисбаланс и снизить вибрацию от вторичного дисбаланса до приемлемого уровня. Опоры двигателя могут быть спроектированы так, чтобы поглощать эти оставшиеся вибрации.

Угол V в 60 градусов приводит к более узкому двигателю в целом, чем двигатели V6 с большими углами V. Этот угол часто приводит к тому, что общий размер двигателя имеет форму куба, что упрощает установку двигателя либо в продольном, либо в поперечном направлении в моторном отсеке.

90 градусов

1996-2005 Rover KV6 90-градусный двигатель

Многие производители, особенно американские, строили двигатели V6 с V-углом 90 градусов на основе своих существующие 90-градусные двигатели V8. Такие конфигурации было легко спроектировать, удалив два цилиндра и заменив четырехходовой коленчатый вал двигателя V8 на трехходовой коленчатый вал. Это снизило затраты на конструкцию, позволило новому V6 использовать компоненты совместно с двигателем V8, а иногда позволяло производителям строить двигатели V6 и V8 на одной производственной линии.

Обратной стороной 90-градусной конструкции является более широкий двигатель, который более подвержен вибрации, чем 60-градусный V6. Первоначальные двигатели V6 под углом 90 градусов (такие как двигатель Buick Fireball V6 ) имели три общих кривошипа, расположенных под углом 120 градусов друг к другу, из-за того, что они произошли от двигателей V8. Это приводило к неравномерному порядку зажигания: половина цилиндров использовала интервал зажигания 90 градусов, а другая половина - 150 градусов. Неравномерные интервалы зажигания приводили к грубой работе двигателей с неприятными гармоническими колебаниями при определенных оборотах двигателя.

Некоторые современные 90-градусные двигатели V6 снижают вибрацию за счет раздельных шатунов, смещенных на 30 градусов между поршневыми парами, что обеспечивает равномерный интервал между двумя цилиндрами в 120 градусов. Например, двигатель V6 Buick 231 1977 года «равномерный» был модернизированной версией двигателя Buick Fireball с коленчатым валом с разъемным штифтом для уменьшения вибрации за счет достижения равномерного порядка зажигания. Такая «разрезная» шейка кривошипа слабее, чем прямая, но современные металлургические технологии позволяют производить коленчатый вал достаточной прочности.

Уравновешивающий вал и / или противовесы коленчатого вала могут использоваться для уменьшения вибрации в двигателях V6 с углом 90 градусов.

120 градусов

На первый взгляд может показаться, что 120 градусов оптимальный V-образный угол для двигателя V6, поскольку пары поршней в чередующихся рядах могут иметь общие пальцы кривошипа в трехходовом коленчатом валу, а силы сгорания уравновешиваются за счет интервала зажигания, равного углу между рядами цилиндров. Конфигурация 120 градусов, в отличие от конфигураций 60 градусов или 90 градусов, не требует, чтобы коленчатые валы с подвижными рычагами, раздельными шатунными шейками или семью коренными подшипниками работали равномерно. Однако основной дисбаланс, вызванный нечетным числом цилиндров в каждом ряду, все еще сохраняется в двигателе V6 с углом обзора 120 градусов. Это отличается от идеального баланса, достигаемого 90-градусным двигателем V8 с обычно используемым коленчатым валом crossplane, потому что рядный четырехцилиндровый двигатель в каждом ряду двигателя V8 не имеет этого основного дисбаланса.

Конструкция под углом 120 градусов также обеспечивает большую ширину двигателя, будучи лишь немного уже, чем плоский шестицилиндровый двигатель (который не имеет проблем с балансировкой двигателя V6). Поэтому плоский шестицилиндровый двигатель использовался в различных автомобилях, тогда как использование двигателя V6 с углом обзора 120 градусов ограничено несколькими двигателями для грузовиков и гоночных автомобилей.

Другие углы

Другой угол V6 двигатели возможны, но могут страдать от серьезных проблем с вибрацией, если их не спроектировать очень тщательно. Примечательные углы V-образного сечения включают:

  • 45 градусов - EMD 567 и EMD 645 локомотивные, судовые и стационарные дизельные двигатели. Эти двигатели были основаны на двигателях V8 и V16, которые также использовали V-образный угол 45 градусов.
  • 54 градуса - 1994-2004 гг. 54-градусный автомобильный двигатель General Motors. Для уменьшения ширины двигателя использовался немного меньший, чем обычно, V-образный угол, что позволило использовать его в небольших переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.
  • 65 градусов - 1956-1975 гг. Ferrari Дино автомобильный двигатель. V-образный угол был увеличен по сравнению с обычным тогда углом 60 градусов, чтобы можно было использовать карбюраторы большего размера (для потенциально более высокой мощности при настройке на гонках). Шатуны со смещением 55 градусов внутри каждой пары цилиндров использовались для достижения равномерного интервала срабатывания двигателя V6 60 градусов. В автомобильном двигателе Nissan-Renault V9X с 2009 года по настоящее время также использовался угол крена 65 градусов, чтобы турбокомпрессор мог поместиться между рядами цилиндров.
  • 72 градуса - автомобильный дизель Mercedes-Benz Bluetec двигатель. В этом двигателе используются шатуны кривошипа со смещением на 48 градусов для достижения равномерного интервала зажигания.
  • 75 градусов - 1992-2004 гг. двигатель Isuzu V, используемый в Isuzu Rodeo и Солдат Исузу. Эти двигатели производились в версиях SOHC и DOHC. 75-градусный двигатель V6 также используется в Honda NSX.
  • 80-градусного - 1988 Honda RA168-E с 2016 г. по настоящее время, который используется в McLaren MP4 / 4 гоночном автомобиле Формулы-1.

Использование в автомобилях

1950-1970 Двигатель Lancia V6 2002-2005 Двигатель Alfa Romeo V6

В 1906 году, через несколько лет после появления двигателей V4 и V8, был построен первый известный двигатель V6. Этот двигатель V6 был единственным прототипом автомобильного двигателя, построенным Marmon Motor Car Company в Соединенных Штатах. Двигатель не поступил в серийное производство. Аналогичным образом, единственный прототип двигателя был произведен Buick в 1918 году.

Первый двигатель V6, запущенный в производство, был построен с 1908 по 1913 год на Deutz Gasmotoren Fabrik в г. Германия. Эти двигатели V6 использовались в качестве генератора для бензино-электрических железнодорожных двигателей.

Двигатель Lancia V6 был первым серийным автомобильным двигателем V6, когда он был представлен в 1950 году Lancia Aurelia. Lancia производила двигатели V4 около 30 лет, и одной из ключевых целей было снижение вибрации по сравнению с двигателем V4. В двигателе V6 использовался V-образный угол 60 градусов и шесть шатунов, что привело к равномерно распределенному порядку зажигания для снижения вибрации.

Другие производители обратили внимание, и вскоре были разработаны другие двигатели V6. В 1959 году был представлен двигатель GMC V6 в виде 60-градусного бензинового двигателя объемом 305 кубических сантиметров (5 л), который использовался в пикапах и транспортных средствах. Двигатель Buick V6 был представлен в 1962 году и был основан на современном двигателе V8 Buick. Поэтому он использовал V-образный угол 90 градусов и неравномерный порядок стрельбы, что приводило к сильным вибрациям.

Ford представил свои европейские двигатели для дорожных автомобилей в 1965 году с двигателем Cologne V6 немецкого подразделения и двигателем Ford Essex V6, представленным подразделением Ford в Великобритании в 1966 году; оба двигателя использовали V-образный угол 60 градусов. 1967 Dino 206 GT был первым дорожным автомобилем Ferrari с двигателем V6, который имел V-образный угол 65 градусов.

1979-2005 гг. двигатель Alfa Romeo V6 был представлен в роскошном седане Alfa Romeo Alfa 6, а позже использовался во многих других моделях Alfa Romeo. В этом двигателе использовался V-образный угол 60 градусов, полностью алюминиевая конструкция и два клапана на цилиндр. Версия с турбонаддувом была представлена ​​в 1991 году, а версия с четырьмя клапанами на цилиндр была представлена ​​в 1997 году. Также в 1970 году был представлен автомобиль Citroën SM grand tourer, оснащенный 90-градусным двигателем V6 производства Maserati. Двигатель General Motors 90 ° V6 был представлен в 1978 году и производился 36 лет.

Первым серийным японским двигателем V6 был двигатель Nissan VG, 60-градусный дизайн, который производился с 1983 по 2004 год. Двигатель Honda C был представлен в 1985 году, за ним последовали двигатель Mitsubishi 6G7 в 1986 году, двигатель Toyota VZ в 1988 году и двигатель Mazda K. в 1991 году.

Немецкие производители роскошных автомобилей относительно медленно внедряли двигатели V6, первым из которых был двигатель SOHC с углом наклона 90 градусов, представленный в 1990 году. Audi 100 (C4).

Автор В середине 1990-х компоновка V6 была наиболее распространенной конфигурацией для шестицилиндровых автомобильных двигателей, при этом двигатели V6 заменили большинство рядных шестицилиндровых двигателей.

Автоспорт

Mercedes-Benz V6 DTM двигатель

Lancia Aurelia (первый серийный автомобиль с двигателем V6) также добилась успеха в автоспорте. Четыре автомобиля Aurelia B20 Coupe участвовали в гонке 1951 Mille Miglia, где лучшие автомобили заняли второе и четвертое места. Настроенная версия двигателя Lancia V6 объемом 3 102 куб. См (189 куб. Дюймов) производила 169 кВт (230 л.с.), использовавшихся в Lancia D24. D24 участвовал в гонках спортивных автомобилей и выиграл 1953 Carrera Panamericana с Хуаном Мануэлем Фанхио за рулем.

Первоначальная версия двигателя Ferrari Dino - гоночный двигатель объемом 1,5 л (92 куб. Дюйма), который использовался в гонках Формулы 2 в сезоне 1957 года. Он имел V-образный угол 65 градусов и сдвоенные верхние распредвалы. Dino V6 претерпел несколько изменений, включая версию 2,4 л (146 куб. Дюймов), используемую в гоночном автомобиле Ferrari 246 Формулы-1 1958 года. Несколькими годами позже автомобиль Ferrari 156 Формулы-1 1961-1964 годов использовал новый двигатель V6 с V-образным углом 120 градусов и рабочим объемом 1,5 л (92 куб. Дюйма). Этот двигатель был короче и легче, чем двигатель Ferrari Dino, а простота и низкий центр тяжести двигателя были преимуществом в гонках. Он выиграл большое количество гонок между 1961 и 1964. Однако основатель Ferrari лично не любил компоновку 120 градусов, предпочитая компоновку 65 градусов, и после этого времени ее заменили другие двигатели. Двигатель Dino также использовался в Lancia Stratos, который был очень успешным раллийным автомобилем, выигравшим чемпионат мира по ралли в 1974, 1975 и 1976 годах.

Известный гоночный автомобиль Alfa Двигатель Romeo V6 - это Alfa Romeo 155 V6 TI, разработанный для сезона DTM 1993 и оснащенный двигателем объемом 2,5 л (150 куб. Дюймов), обеспечивающим пиковую мощность 360 кВт (490 куб. PS) при 11900 об / мин.

Renault-Gordini CH1 был двигателем V6 под углом 90 градусов с железным блоком. Он был представлен в гоночном автомобиле Alpine -Renault A440 1973 года. Этот двигатель выиграл чемпионат Европы по прототипам 2 л в 1974 году и несколько чемпионатов Европы по Формуле 2. Версия с турбонаддувом 2,0 л (122 куб. Дюйма) использовалась в Renault Alpine A442, который выиграл 24 часа Ле-Мана в 1978 году.

1,5 с турбонаддувом L (92 куб. Дюйм) версия двигателя Renault-Gordini CH1 была представлена ​​в автомобиле Формулы-1 1977 Renault RS01. Renault боролась с проблемами надежности в 1977 и 1978 годах, однако в сезоне 1979 года были отмечены неплохие результаты в нескольких гонках. В 1981 году на автомобиле Формулы-1 Ferrari 126C использовался двигатель V6 с турбонаддувом. Ferrari выиграла чемпионат конструкторов Формулы-1 с двигателями V6 с турбонаддувом в 1982 и 1983 годах. Первоначальные версии использовали V-образный угол 120 градусов, прежде чем переключиться на V-образный угол 90 градусов для Ferrari F1 1987 / 87 гоночная машина. Другими успешными машинами Формулы-1 V6 с турбонаддувом в эпоху 1982-1988 гг. Были McLaren MP4 / 2, McLaren MP4 / 3, McLaren MP4 / 4, Williams FW10, Williams FW11, Lotus 95T, Lotus 98T, Lotus 99T и Lotus 100T.

Nissan GTP ZX-Turbo и Nissan NPT-90 соревновались в категории прототипов спортивных автомобилей IMSA с 1985 по 1994 год и использовали двигатель V6 с турбонаддувом. на базе двигателя серийного автомобиля Nissan VG30ET. Nissan 300ZX использовал аналогичный двигатель для участия в чемпионате All Japan Grand Touring Car Championship 1996–1997 годов (ныне известный как чемпионат Super GT).

Уменьшение размера двигателей до двигателей V6 в гонках с открытым колесом стало более распространенным с начала 2010-х годов:

Использование на морских судах

Двигатели V6 - популярные силовые установки в средних и больших подвесных моторах.

мотоциклы

The Laver da V6 был гоночным мотоциклом, который был представлен на выставке в Милане в 1977 году. Он участвовал в гонке на выносливость 1978 Bol d'Or 24 часа, однако сошел с дистанции из-за механических проблем примерно через 8 часов.

Horex производит дорожные мотоциклы с двигателями VR6 с 2012 года.

См. Также

Ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с автомобильными двигателями V6.
Последняя правка сделана 2021-06-18 07:27:56
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте