Двигатели внутреннего сгорания. Типы и их особенности Часть 3

Все же, если говорить о двигателях внутреннего сгорания, самым популярным их видом до сих пор являются поршневые моторы, оборудованные кривошипно-шатунным механизмом. То есть те, что обязательно имеют поршни, цилиндры и коленчатые валы. О принципе действия этих ДВС, как двух- так и четырехтактных, мы уже рассказывали в одном из предыдущих материалов. Осталось разобраться с компоновкой - потому что и здесь вариантов много.

Типы компоновки ДВС

Поршневые двигатели, без разницы бензиновые, дизельные или работающие на сжиженном газе, по компоновке можно разделить на несколько основных групп:

1. Рядные.
2. V-образные.
3. Оппозитные.

Пронумерованы эти ДВС по их популярности на автомобильном рынке. Кроме того, очень редко встречаются (как правило, на экспериментальной технике) другие принципы компоновки: звездообразные, W-, U- и Х-образные. О них расскажем в конце, а начнем с наиболее распространенных типов.

Рядные двигатели

Все цилиндры расположены в один ряд. Имеют одну головку блока цилиндров и один коленчатый вал. Обозначаются Lx, где x - количество цилиндров в двигателе, а L - от английского line (изначально, на заре автомобилестроения, они обозначались Rx, от немецкого Reihe).

Количество цилиндров - от двух (на малолитражках, мини-тракторах и некоторых мотоциклах) до 12, но такие двигатели преимущественно можно встретить лишь на судах. Автомобильные рядные двигатели преимущественно имеют 4 цилиндра, реже - 6, 5 или 3. Дело в том, что при большом количестве цилиндров коленчатые валы двигателей из-за большой длины испытывают значительные торсионные нагрузки.

Главные преимущества рядных двигателей:

• простота конструкции;
• технологичность;
• благоприятные условия работы кривошипно-шатунного механизма;
• более равномерный износ;
• удобство и простота обслуживания.

На рядных моторах легче получить доступ к свечам или навесному оборудованию, они требуют меньшего количества запчастей. Минусами их можно считать лишь габариты: по длине и высоте (последний решается путем наклона).

V-образные ДВС

Второй по популярности тип компоновки. При ней цилиндры размещаются друг напротив друга под углом развала от 10° до 180° в форме латинской буквы "V". Чаще всего используют углы в 90°, 45° или 60°. Подавляющее большинство современных автомобилей с V-образными двигателями имеют 6 или 8 цилиндров, реже, в спортивных моделях - 10 или 12. Вообще существуют ДВС от V2 (используются в мотоциклах, в частности Harley Davidson и Indian) до V16 или даже V24.

В зависимости от количества цилиндров в разных двигателях делают разные углы развала цилиндров. Некоторые конфигурации V-образных двигателей очень хорошо сбалансированы, тогда как другие работают менее плавно, чем их аналоги среди рядных двигателей.

VR-образный двигатель

Один из вариантов V-образных, который можно выделить в отдельную группу. Цилиндры этого двигателя расположены двумя рядами под очень небольшим углом друг к другу, что позволяет иметь им одну общую головку цилиндров на весь двигатель, как в случае двигателя рядной компоновки. Название происходит от сочетания немецких обозначений двух типов ДВС.

Фото: VR6 Volkswagen двигатель на авто VW Corrado

Двигатели с углом развала в 10-20° сначала, в 1920-30 годы, использовала Lancia, после, уже в 90-х, разработал свой знаменитый VR6 Volkswagen. Двигатель объемом 2,8 л с заводской маркировкой ААА и его последующие производные ABV, AQP, AUE и другие были настолько удачными, что ими комплектовались не только бренды концерна - VW, Audi и SEAT, а даже также модели конкурентов, в частности, Mercedes-Benz Vito. Потому что эта компоновка решала одну из главных проблем V-образных ДВС, из-за которой ими не очень охотно комплектуют переднеприводные авто: при поперечном расположении почти невозможно обеспечить равное охлаждение обеих ГБЦ.

Оппозитный двигатель

Это вариант поршневого ДВС, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов. Однако его следует отличать от V-образного двигателя с развалом цилиндров 180 градусов. Главная разница заключается в том, что когда в последнем поршни движутся поступательно, в оппозитном противоположно расположенные поршни постоянно зеркальны по отношению друг к другу, из-за этого одновременно достигают верхней мертвой точки.

Фото: Porsche Boxter 986 оснащался оппозитным двигателем

Главными преимуществами оппозитных двигателей являются:

• существенно ниже, по сравнению с V-образными и тем более рядными ДВС, центр тяжести;
• значительно меньший уровень вибрации, благодаря чему двигатель имеет более плавный рабочий ход.

Основным минусом таких двигателей считают неудобное расположение некоторых узлов (в основном, головок блока цилиндров), что порой приводит к парадоксальным трудностям при обслуживании. Например, на многих моделях Subaru для того, чтобы отрегулировать клапаны или заменить свечи зажигания, часто необходимо демонтировать двигатель.  

Между прочим, наибольшее распространение оппозитный ДВС получил у модели Volkswagen Käfer ("Жук"), который за 65 лет был произведен в количестве более 20 миллионов штук. Такими двигателями преимущественно комплектуют свои авто Porsche (в их портфолио есть даже 16-цилиндровый оппозитник) и, конечно, Subaru - которая производит даже оппозитные дизели.

У компании British Racing была попытка произвести для "Формулы-1" Н-образный двигатель: сдвоенный оппозитный. Однако он оказался слишком тяжелым и не получил ни побед, ни поул-позиций.

Какие еще есть виды двигателей внутреннего сгорания

Другие типы ДВС гораздо реже применяются в автопроме, особенно современном. Среди них, по частоте использования, можно выделить:

W-образные, которые представляют собой, по сути, сдвоенные VR, приводящие в действие один коленчатый вал. W-образные ДВС используются до сих пор в автомобилях Audi, Bentley и Bugatti со многими (от 12 до 16) цилиндрами благодаря своей компактности, а также в спортивных авто и мотоциклах.

Х-образные - сдвоенные в зеркальном, друг над другом, порядке V-образные двигатели. Использовались преимущественно для самолетов во времена 2 Мировой, а также как прототипы автомобильных моторов.

U-образные - два параллельных рядных двигателя, коленчатые валы которых механически связаны с помощью цепи или шестерен. Использовались в спорткарах Bugatti в 20-30 годах прошлого столетия

Звездообразный двигатель, цилиндры которого расположены радиальными лучами вокруг одного коленчатого вала через равные углы. Этот тип ДВС широко применялся в авиационной промышленности, однако случаи его использования в автомобилях единичны.

Как видим, мир двигателей внутреннего сгорания очень интересен и многогранен. Пока он выглядит гораздо интереснее мира электричества. Надеемся, что автомобильная промышленность оставит лучшее из этого мира - и это будет нечто большее, чем лучшие воспоминания.

Если двигатель Вашего авто нуждается в диагностике и восстановлении, приглашаем к специалистам Master Service. Мы имеем многолетний опыт решения любых проблем с двигателями автомобилей: тщательно проверим агрегат, найдем неисправность и предложим оптимальное решение. Все комплектующие и агрегаты в наличии на складе компании.

Если требуется замена агрегата - предложим проверенный б/у ДВС с собственной авторазборки. Все работы по восстановлению мы фиксируем на видео и предоставляем покупателю, чтобы Вы могли убедиться в работоспособности двигателя перед покупкой.

Обращайтесь к специалистам - записывайтесь на диагностику двигателя в Master Service