Kahdeksasylinteriset moottorit ovat polttomoottoreita, joissa on kahdeksan sylinteristä .
Kahdeksasylinterinen rivimoottori on polttomoottorin kokoonpano, jossa on kahdeksan sylinterin rivijärjestely ja männät, jotka pyörittävät yhtä yhteistä kampiakselia . Kutsutaan usein I8 :ksi tai L8 :ksi (Straight-8, In-Line-Eight).
Se on täysin tasapainoinen moottorikokoonpano. Verrattuna kuusisylinteriseen rivimoottoriin I8 suorittaa enemmän työsyklejä aikayksikköä kohden, minkä seurauksena se kulkee tasaisemmin kuormitettuna eikä aiheuta ylimääräistä tärinää auton vaihteistoon alhaisilla nopeuksilla.
Tämän seurauksena, ja myös V8:aan verrattuna helpon valmistuksen vuoksi, aiemmin (1920-1950-luvut) rivikahdeksoita käytettiin usein urheilu- ja kalliissa autoissa, erityisesti Yhdysvalloissa . Sotaa edeltävinä vuosina lähes kaikissa amerikkalaisissa keski- ja ylempien luokkien autoissa oli vaihtoehtoja tällaisilla moottoreilla, lukuun ottamatta Cadillacia, Mercurya ja Lincolnia, jotka käyttivät perinteisesti vain V8:aa. Buick-malleissa oli yläventtiili I8:t, muut merkit käyttivät pohjaventtiilijärjestelmää. Ensimmäinen tuotantoauto, joka käytti tätä moottorikokoonpanoa, oli vuoden 1923 Packard Straight Eight. Neuvostoliitossa tämän asettelun moottoria käytettiin huippuluokan autoissa L-1 , ZIS-101 ja ZIS-110 .
Tällaisen moottorin pitkä pituus vaatii kuitenkin pitkän moottoritilan, mikä tekee I8:sta sopimattoman tämän päivän henkilöautoille. Lisäksi pitkiin kampiakseliin ja nokka-akseleihin kohdistuu ylimääräisiä vääntökuormituksia, mikä vähentää merkittävästi niiden resursseja, ja kun moottorin nopeus nousee tietyn rajan yläpuolelle kampiakselin muodonmuutoksen vuoksi, on olemassa vaara, että liitosten välillä on fyysinen kosketus. tangot ja kampikammion seinämät, mikä johtaa moottorivaurioon.
Näistä syistä L8-kokoonpanon käyttö on aina rajoittunut suuritilavuuksisiin moottoreihin alhaisilla huippunopeuksilla. Tällä hetkellä tämäntyyppiset moottorit on lähes kokonaan korvattu autoissa vähemmän tasapainotetulla, mutta paljon kompaktemmalla ja paremmin pakottavalla V8 :lla , mutta 8-sylinterisiä rivimoottoreita käytetään edelleen dieselvetureissa , laivoissa ja kiinteissä asennuksissa. .
V-muotoinen 8-sylinterinen moottori - polttomoottori, jossa on kahdeksan sylinterin V-muotoinen järjestely kahdessa neljän rivissä ja männät, jotka pyörittävät yhtä yhteistä kampiakselia . Sitä kutsutaan usein nimellä V8
V8 on kokoonpano, jota käytetään usein suuritilavuuksisissa automoottoreissa. Harvinaisten V8-mallien iskutilavuus on alle kolme litraa. Henkilöautojen nykyaikaisten V8-sarjan moottorien maksimikäyttötilavuus on 13 litraa (pienikokoinen Weineck Cobra 780 cui ). Laajalti käytetyn venäläisen YaMZ-238 dieselin käyttötilavuus on 14,9 litraa. Suurissa traktoreissa ja kuorma-autoissa on V8-moottoreita, joiden käyttötilavuus on jopa 24 litraa.
V8:aa käytetään usein myös moottoriurheilun yläpuolella, erityisesti Yhdysvalloissa, missä se on pakollinen IRL :ssä , ChampCarissa ja NASCARissa . Vuonna 2006 Formula 1 siirtyi vapaasti hengittävään 2,4-litraiseen V8-moottoriin 3-litraisen V10-moottorin sijaan vähentääkseen autojen tehoa, mutta vuodesta 2015 lähtien se on käyttänyt 1,6-litraista turboahdettua V6-moottoria.
Vain 500 cc:n V8:a käytettiin vuoden 1955 Moto Guzzi V8 -kilpapyörässä myöhemmin kilpa-moottoripyörien sylinterien määrää rajoitettiin.
V8-moottoreita on saatavana erilaisilla kampiakselikokoonpanoilla, joilla on erilaiset ominaisuudet ja siksi niillä on omat sovelluksensa.
Litteä kampiakselin kokoonpanoTasainen kampiakselimoottori sisältää samanlaisen kampiakselin, jota käytetään nelisylinterisissä rivimoottoreissa (L4) , jonka jokaisessa kampiakselissa on kaksi eri lohkoissa sijaitsevaa sylinteriä, kampitappeja on yhteensä 4. Akselin keskikammet on suunnattu yhdessä suuntaan, ja pari äärimmäistä kierretään 180 ° suhteessa keskimmäisiin. Tällaisen moottorin työjaksot tapahtuvat vuorotellen oikeassa ja vasemmassa sylinterilohkossa; työjaksojen järjestys kussakin lohkossa on samanlainen kuin L4-moottorissa. Tällaisen moottorin ominaisuudet ovat monella tapaa samankaltaisia kuin L4-moottoreilla: siinä on täysin tasapainotetut 1. asteen hitausvoimat, mutta mäntien ja kiertokankien yläosien 2. asteen vaakasuuntaiset hitausvoimat, jotka aiheutuvat ei- mäntien sinimuotoinen liike on epätasapainoinen. Tämä voima on mahdollista tasapainottaa käyttämällä kahta tasapainotusakselia, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin kaksinkertaisella kampiakselin nopeudella eri suuntiin.
Tätä kokoonpanoa käytetään yleensä nopeissa kilpa-moottoreissa, kuten Ferrarissa , joissa tärinäkuormituksen vaatimukset eivät ole niin tärkeitä. Sen avulla voit keventää kampiakselia niin paljon kuin mahdollista, ja jokaisen yksittäisen sylinteriryhmän tasaisten välähdysvälien ansiosta tämä moottori mahdollistaa rakenteellisesti yksinkertaisen viritetun pakojärjestelmän käytön. Tuloksena saavutetaan vääntömomenttikäyrä, joka on siirretty arvoon 7000-8500 min −1 , ja lähempänä alhaista kierroslukua moottori "nukkuu" ja viritetty pakokaasu antaa tyypillisen "kaavan", "metallisen" äänen. Pääasiallinen kääntökulma on 90°, mikä takaa seoksen tasaiset sytytysvälit ilman offset-kampiakselin kampitappeja. Maantieautoissa tätä kokoonpanoa käytetään harvoin.
ristin muotoinen kampiakselin kokoonpanoTällaisessa moottorissa keskimmäisten sylintereiden kiertokankien tapit on käännetty 180 ° toisiinsa nähden ja ulommat 90 ° keskimmäisiin nähden ja 180 ° toisiinsa nähden. Kiertokangissa on myös 4 kpl: vastakkaisten sylinterien kiertokangoissa on yhteiset kampitapit. Tämä konfiguraatio mahdollistaa 2. asteen hitausvoimien tasapainottamisen mäntien keskinäisellä liikkeellä ilman tasapainotusakseleita, mutta se aiheuttaa useita muita ongelmia.
Ensinnäkin tällaisella moottorilla on ensimmäisen kertaluokan voimien kompensoimaton värähtelymomentti mäntien edestakaisen liikkeen vuoksi. Jos kallistuskulma on 90 °, se voidaan kompensoida kokonaan asentamalla kaksi vastapainoa kampiakselin äärimmäisiin poskiin, joskus käytetään myös vauhtipyörää ja hihnapyörää, jossa on epätasapaino, kun taas tasapainotusakseleiden käyttöä ei vaadita, mutta Tästä syystä moottorilla on suuri inertia, mikä rajoittaa sen kykyä työskennellä suurilla nopeuksilla.
Toiseksi työjaksojen järjestys jokaisessa peräkkäisessä lohkossa on epätasainen. Esimerkiksi KamAZ- 740- ja ZMZ-moottoreissa sylinterin toimintajärjestys on seuraava: 1-5-4-2-6-3-7-8 [1] (kaikissa muissa V8-moottoreissa järjestys on joko sama tai peilattu, mutta sylinterien numerointi voi vaihdella). Kuten näet, isku sylintereissä 4 ja 2 sekä 7 ja 8, jotka sijaitsevat vastaavasti vasemmassa ja oikeassa lohkossa, tapahtuvat rivissä, kun taas toisessa lohkossa ei tapahdu iskua. Tämän seurauksena pakojärjestelmä luo paljon matalataajuista melua, tämän moottorin pakoputki on tästä syystä akustisesti epämukava, sillä on ominainen "mumiseminen" ja "guruttelu". Säädetyt imu- ja pakojärjestelmät vaativat pakoputket erillisistä sylinteriryhmistä sitomaan yhteen, mikä johtaa Ford GT40 :n kaltaiseen kiemurtelevaan nippuun .
Monimutkainen pakojärjestelmä on ollut suuri ongelma yksipaikkaisten kilpa-autojen suunnittelijoille, ja massiiviset vastapainot akselilla lisää painoa kampiakseliin, estäen sitä kiihtymästä ja hidastumasta nopeasti, joten tätä kokoonpanoa ei yleisesti käytetä urheiluautoissa. Tyypillisesti näille V8-moottoreille on ominaista runsas vääntömomentti alhaisilla ja keskinopeuksilla, ja OHV-venttiilin ajoitusta käytettäessä moottori ei kehitä yli 6500 rpm. Tällä ominaisuudella varustettuja moottoreita on asennettu amerikkalaisiin autoihin. Myös meidän aikanamme enimmäkseen avoautoja ja maastoautoja, kalliita Mercedes-Benzin , Lexuksen malleja, joissa on muuttuva venttiilin ajoitus. Hyvän ja tasaisen pidon ansiosta tällaiset moottorit toimivat suurimman osan ajasta alhaisilla nopeuksilla, millä on positiivinen vaikutus moottorin resursseihin ja akustiseen mukavuuteen. Yhdessä niiden kanssa klassisen hydromekaanisen automaattivaihteiston käyttö on optimaalista, koska hydraulielementin häviöt ovat suhteellisen pieniä niille ominaisilla vääntömomenttiarvoilla ja pienillä maksiminopeuksilla.
Lisäksi V8-moottoreita ristinmuotoisella kampiakselilla käytettiin aktiivisesti kuorma-autoissa, linja-autoissa, laivoissa ja raideliikenteessä. Esimerkiksi Neuvostoliiton Neuvostoliiton kuorma-autot ja linja-autot käyttivät useimmiten V8:aa, muun muassa ZIL-131 , GAZ-53 , LiAZ-677 ja muut. Tällä hetkellä V8:aa käytetään yhä vähemmän näissä paikoissa, ja se korvataan rivimoottorilla, yleensä 4- ja 6-sylinterisillä moottoreilla, esimerkiksi YaMZ-534/536 .
Camber kulmatSuurin osa V8-valmistajista on käyttänyt ja käyttää 90° kaltevuuskulmaa , koska juuri tällä kallistuskulmalla ristinmuotoinen kampiakselimoottori ei vaadi tasapainoakselia. Lisäksi monilla V6 -konfiguraatiomoottoreilla (esimerkiksi YaMZ-236 ) ja V10 :llä, jotka on kehitetty V8-moottoreiden perusteella, on myös usein 90°:n kallistuskulma.
Koska monet V6- ja V10 -konfiguraatiomoottorit luotiin V8:n pohjalta, niillä on usein myös 90°:n kallistuskulma, esimerkiksi YaMZ-236 ) ja PRV .
Esimerkki ei-90°-kaltevasta moottorista on Ford/Yamaha V8 , jota käytetään Ford Taurus SHO:ssa. Se kehitettiin Ford Duratec V6 -moottorin pohjalta ja jakaa sen kanssa 60° kallistuskulman. Se käyttää tasapainotusakselia tasapainottamaan 1. asteen vääntömomenttia, ja offset kampiakselin kampitappeja käytetään varmistamaan tasaiset seoksen sytytysvälit. Yksi versio tästä moottorista on ollut käytössä Volvon autoissa vuodesta 2005 lähtien .
Valmistetaan myös sarja keskinopeita D49 -dieselmoottoreita , joita käytetään dieselvetureissa , laivoissa , liikkuvissa voimalaitoksissa ja jotka on valmistettu yhden sylinteririvin hinattavista kiertokangoista ja 42°:n kallistuskulmasta, joka vastaa 100°:n kaltevuuskulmaa. 45° käytettäessä tavanomaisia kiertokankoja. [2]
Lamborghini - ajoneuvot käyttävät 88 asteen kallistuskulmaa.
Vuonna 1902 ranskalainen Léon Levavasseur ( ranska: Léon Levavasseur ) sai patentin Antoinette V8 -moottorille, jonka tuotanto aloitettiin vuonna 1904. Se asennettiin pieniin laivoihin ja lentokoneisiin.
Vuonna 1905 englantilainen yritys Rolls-Royce rakensi 3 kopiota V8-mallista, joiden moottorin iskutilavuus oli 3536 cm³. Koska tämän moottorin täysi teho mahdollisti silloisen Ison-Britannian lain "itsekäyville vaunuille" asetetun enimmäisnopeuden ylittämisen 20 mailia tunnissa (32 km / h), siihen asennettiin kierrosluvun rajoitin. Oli mahdollista myydä vain yksi auto (alusta 40518), ja se palautettiin pian valmistajalle ja lähetettiin romuksi. Loput käytettiin esittelyyn ja tehdasvieraiden kuljetukseen. 1905 Rolls-Royce V8 - yrityksen ainoa malli, josta ei ole säilynyt ainuttakaan kopiota tähän päivään asti.
Vuonna 1910 ranskalainen valmistaja De Dion-Bouton esitteli yleisölle 7773cc V8 autoon. Vuonna 1912 hän oli näyttelyssä New Yorkin näyttelyssä , jossa hän herätti aitoa kiinnostusta yleisössä. Ja vaikka yritys itse tuotti hyvin vähän tällä moottorilla varustettuja autoja, USA :ssa ajatus suuren iskutilavuuden V8:sta juurtui tosissaan ja pitkään. Totta, ensimmäisen amerikkalaisen V8:n kehitti Marmon jo vuonna 1904, mutta se oli yksinomaan kokeellinen, eikä sitä ollut tarkoitettu massatuotantoon.
Ensimmäinen suhteellisen massatuotantona valmistettu V8-auto oli vuoden 1914 Cadillac . Moottorin tilavuus oli 5429 cm³ ja se oli matalampi venttiili; ensimmäisenä vuonna valmistettiin noin 13 tuhatta Cadillacia tällä moottorilla. Oldsmobile , toinen GM :n divisioona , valmisti oman 4-litraisen V8:n vuonna 1916. Chevrolet aloitti 4,7-litraisten V8-autojen tuotannon vuonna 1917, mutta vuonna 1918 yritys liitettiin GM:ään divisioonana ja keskittyi taloudellisten "kansan" autojen tuotantoon, joka ei noiden vuosien konseptien mukaan tukeutunut V8, joten moottorin tuotanto lopetettiin.
Halpojen autojen segmentissä Ford siirsi V8 :n mallillaan 18 (1932). Tämän auton moottorin tekninen ominaisuus oli sylinterilohko yhden valurautavalun muodossa. Tämä innovaatio vaati merkittävää parannusta valuteknologiaan. Riittää, kun sanotaan, että vuoteen 1932 asti tällaisen moottorin luominen tuntui monille teknisesti mahdottomalta. Noiden vuosien V-muotoisissa moottoreissa oli sylinterit erilliset kampikammiosta, mikä teki niiden valmistamisesta vaikeaa ja kallista. Model 18 -moottorin nimi oli Ford Flathead , ja sitä valmistettiin Yhdysvalloissa vuoteen 1954 asti, jolloin se korvattiin yläventtiilillä Ford Y-Block , ja Euroopassa ja Brasiliassa 1960-luvun alkuun asti (kuorma-autoissa 1990-luvun alkuun asti). Muissa tämän hintasegmentin amerikkalaisissa autoissa ( Plymouth , Chevrolet ) V8 ilmestyi vasta 50-luvulla.
1930- ja 1940 - luvuilta lähtien V8 - moottorit yleistyivät hyvin laajasti Pohjois-Amerikassa . 1980 -luvulle asti V8-moottorilla varustetuissa versioissa oli Pohjois-Amerikan malleja kaikissa luokissa paitsi subcompacts. Erityisesti 1970-luvun lopulla jopa 80 prosentissa Yhdysvalloissa valmistetuista henkilöautoista oli V8-moottori. Siksi V8-moottorit liitetään yleensä nimenomaan Pohjois-Amerikan autoteollisuuteen, merkittävä osa terminologiasta on myös amerikkalaista alkuperää. Erityisesti V8-mallia toimittivat 60-luvulla ja 70-luvun alussa niin sanotut "musiikkiautot " .
Saman kaavion mukaan rakennettiin ZMZ-53A-tyypin (66, 511, 513, 523 jne.) ja ZIL-130 sekä Chaika- ja ZIL-autot Neuvostoliiton kaasutinmoottorit ja Zavolzhskyn valmistamat moottorit. tehtaalla on alumiinisylintereillä varustetut lohkosylinterit ja ne on saatettu Euro 4 :n (5) vaatimuksiin.
Euroopassa sotaa edeltävänä ja ensimmäisinä sodan jälkeisinä vuosina tällaiset moottorit varustettiin pääasiassa korkeimpien luokkien autoilla, joita koottiin käsin niukasti. Esimerkiksi Tatra T77 :ssä (1934-1938) oli 3,4-litrainen V8 ja sitä valmistettiin vain 249 yksikköä [3] .
1950-luvulla V8:lla varustetut tuotantomallit esiintyivät eurooppalaisten premium-segmentin valmistajien, kuten BMW 502 :n tai Facel Vega Excellencen , tuotantoohjelmassa (jälkimmäisessä oli Chryslerin valmistama amerikkalainen moottori ). Mutta sekä silloin että myöhemmin ne pysyivät suhteellisen harvinaisina eksootteina eurooppalaisissa autoissa. 70- luvun alun öljykriisin jälkeen suuritilavuuksiset moottorit menettivät Euroopassa yleensä paljon kysyntää, ja sen jälkeen V8-moottorit löytyivät vain premium-valmistajien, kuten BMW :n tai Mercedesin , kalleimmista varustetasoista .
Bentleyn (ja viime aikoihin asti Rolls-Roycen ) autot varustettiin ja on edelleen varustettu L-sarjan V8-moottoreilla (vuoden 1959 L410:stä nykyaikaiseen L410HT:hen, 6,2-6,75 litraa). Mielenkiintoista on, että nykyaikaisten bensiinimoottoreiden joukossa tämä on yksi hitaimmista moottoreista. Huolimatta kaksoisturboahtimesta , moottorissa on "punainen vyöhyke" 4,5 tuhannella rpm:llä ja joutokäynnillä hieman yli 500 rpm (useimmissa nykyaikaisissa dieselmoottoreissa on paljon korkeammat "käyntinopeudet"). Huolimatta siitä, että moottori on yli 50 vuotta vanha, kehittäjät ja insinöörit ovat saavuttaneet säädettävän venttiilin ajoituksen moottorista, jossa on syvästi konservatiivinen OHV-venttiilimekanismi (yläventtiilit, alempi nokka-akseli, työntötangon käyttö) asentamalla monimutkaisen nokka-akselin.
Neuvostoliitossa ja VenäjälläV8:aa on käytetty laajalti erilaisissa autoissa, kuorma-autoissa, linja-autoissa, maatalouskoneissa ja sotilasajoneuvoissa. Päämalleista voidaan mainita kaasutinmoottorit ZMZ-53A (-66, -511, -513, -523, -5234 ja muut) ja ZIL-130 , dieselmoottorit KamAZ-740 ja YaMZ-238 . Niiden perusteella kehitettiin myöhemmin ruiskutuskaasumoottoreita ZMZ-5245 ja KamAZ-820 , joita valmistetaan parhaillaan.
V8:a käytettiin edustavissa henkilöautoissa GAZ-13 ja GAZ-14 Chaika, GAZ-53 ja GAZ-66 kuorma-autoissa ja niiden pohjalta kehitetyissä kuorma-autoissa, ZIL-130 kuorma-autoissa ja modifikaatioissa, KamAZ , MAZ , KrAZ 250 ja useammassa sarjassa . myöhään, Ural-375D . Busseista voidaan mainita LiAZ-677 , LAZ-695 ja LAZ-699 ZIL-moottorilla, myöhemmin LAZ-linja-autot; LiAZ-5256 ja NefAZ-5299 KamAZ-740 dieselmoottoreilla sekä NefAZ-5299 KamAZ-820 kaasumoottorilla ; PAZ-672 ja PAZ-3205 ZMZ-523, -5234 ja -5245 moottoreilla.
Tällä hetkellä valmistetaan PAZ-3205 30 -linja-autoja, joissa on ruiskutusmoottori ZMZ-5245, sekä NefAZ-5299 -XX-56 KamAZ-820 kaasumoottorilla, jotka täyttävät Euro-5- standardit .
| Polttomoottori ja moottorin kokoonpanot | |
|---|---|
| Yksirivinen - L | |
| Vastapäätä - B | |
| V-muotoinen | |
| W-muotoinen | |
| Muu yksirivi | |
| Muut tyypit | |
| Erilaisia suunnitteluratkaisuja | Puolipallomainen moottori |
| Jaksojen lukumäärä | |