Двигатель v4: Почему двигатели V4 редко встречаются в автомобилях? — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Почему двигатели V4 редко встречаются в автомобилях?

Мотор V4 редкий гость на автомобилях. Почему так получилось..

Если когда-нибудь у Вас появится странное желание отправиться на поиски самого интересного и необычного двигателя существующего в мире, то наш вам совет, никогда, слышите друзья, никогда не берите себе мотор в конфигурации V4. Вы потеряете от него больше, чем приобретет. Агрегат V4 — это одна из самых редких конфигураций двигателей, которую только можно приобрести, с ней возможно может только поспорить так называемый роторный двигатель Ванкеля. И в случае, если что-то случится с вашим мотором V4, то починить его будет ой как непросто. О сложностях такой починки данного мотора можно спросить у любого владельца автомобиля «Запорожец». А между тем идея создания небольшого V-образного двигателя сама по себе достаточно интересна и мы со своей стороны считаем, что стоит этой миниатюрной короне автомобилестроения уделить немного нашего внимания.

Всего несколько автокомпаний в мире наладили более-менее массовое производство моторов V4 и по сути ни одна из этих моделей не дожила до массового производства в наши дни. Среди автокомпаний занимавшихся сборкой моторов V4 значатся: модель Lancia (итальянцы имеют какую-то маниакальную тягу к необычным вещам). Компоновка V4 неплохо прижилась на автомобилях этой компании и даже почтила своим присутствием ряд других моделей. Например, автомобиль Ford of Britain (британское подразделение компании «Форд» было также замечено в производстве моделей машин с мотором V4, автомобиль носил название Essex V4), также, подразделение «Ford» в Германии тоже выпускало модель Tunus с этим V4 двигателем, который использовался помимо этого автомобиля и на модели Saab, что сделало Шведскую марку в свою очередь (относительно) популярной благодаря именно работе с данным видом двигателей, также, автомодель AMC (Американская автомобилестроительная компания) использовала этот V4 мотор на своих небольших но достаточно универсальных военных джипах, и наконец, когда-то отечественный автомобиль Запорожец, один из самых народных автомобилей Советского периода мог похвастаться таким же необычным V-образным двигателем.

Причем надо сказать, что этот двигатель устанавливался на двух моделях автомашин, а именно, на первой советской микролитражке ЗАЗ-965 получившей прозвище «Горбатый», и на втором автомобиле марки ЗАЗ-968 прозванному в народе «Ушастым» или «Чебурашкой».

Смотрите также: Типы расположения двигателей у автомобилей | Интересные факты

Сама компоновка автомобиля и его необычный достаточно технологичный и редкий по тем временам двигатель в целом намекали на своеобразность данного средства передвижения. Не зря наше отечественное авто и главное действующее лицо (машину) во множественных анекдотах называли Советским Порше.

На этих перечисленных моделях в принципе и заканчивается история применения мотора V4 на серийных автомобилях.

Единственным исключением можно считать произошедшую с ним реинкарнацию, то есть произошло как-бы небольшое чудо. Через несколько десятилетий мотор V4 вернулся и никуда-нибудь, а в мир автогонок. Компания «Porsche» начала лимитированный выпуск мотора V4 для своих гоночных гибридных моделей машин LeMan 919 LMP1. Но даже такой супер-гигант и производитель премиальных автомобилей не намерен пока переходить на серийное производство этих моторов. Жаль! Почему же так получается?

Почему V4 не стал массовым двигателем?

В непопулярности двигателей V4 есть множество причин. Одним из самых серьезных аргументов против этого малообъемного мотора V4 стала его стоимость производства.

Первая причина- его большая стоимость. Для этого типа двигателя требуется в два раза больше головок цилиндров и выпускных коллекторов, чем для обычного рядного четырёхцилиндрового двигателя, а также в два раза больше распредвалов и в несколько раз больше клапанов со всеми вспомогательными системами.

И был бы конечно смысл во всех этих затратах, так нет, все впустую. Никаких преимуществ по мощности или крутящему моменту по сути этот тип двигателей дать был не способен. Да, мотор V4 с развалом цилиндров в 90° более сбалансирован, немного компактнее своего ближайшего конкурента рядного четырехцилиндрового силового агрегата, а также он круче выглядит в подкапотном пространстве, но увы, в связи с присущими производству этого двигателя затратами целесообразность его массового использования равна практически нулю.

Граждане знающие историю мирового автомобилестроения ему скажут стоп, но ведь есть и другой пример четырехцилиндрового мотора, который тоже достаточно дорог и непрактичен в производстве. Это оппозитный четырехцилиндровый двигатель с развалом в 180°. Он имеет такое же количество цилиндров и головок, те же самые дополнительные расходы которые были связаны с его производством и при компоновке двигателя V4. Так почему же он стал в какой-то степени сегодня относительно популярным, а ни этот V4?

Действительно, эти оппозитные двигатели завоевали свою нишу в автопроизводстве. Их было выпущено миллионы и миллионы будут еще произведены дальше. От компании «Volkswagen» и до «Porsche», от компании «Lancia» и до Citroen(а), и конечно же от законодателя оппозитной моды компании «Subaru», все они используют на своих машинах оппозитные двигатели. Моделей с таким вариантом двигателей действительно произведены десятки. Так в чем же разница между ними?

Смотрите также: По каким принципам работает двигатель от «Инфинити» с изменяемой степенью сжатия. Подробная информация

Разница безусловно есть и она существенная. Главными преимуществами оппозитного двигателя является его низкий центр тяжести, а также компактные размеры, низкие уровни шума и вибраций благодаря горизонтальному расположению цилиндров и движению поршней в плоскости горизонта. Также немаловажную роль играет и высокий ресурс боксера, нередки и часто встречаются двигатели данной компоновки которые прошли миллионы километров.

Эти положительные моменты с производственной точки зрения являются достаточными для того, чтобы закрыть глаза на недостатки которых в технологичном оппозитном двигателе тоже не мало, а именно, сложное устройство, дорогой ремонт, высокие затраты на обслуживание.

Возможно эти последние недостатки оппозитной компоновки и сподвигли советских инженеров «Запорожца» обратить свое внимание именно на этот V4 мотор, который был доступен и не дорог, так как сам сервис и обслуживание были крайне важны в стране, где нужно было экономить на всем и где не была развита сеть автосервисов. Советские граждане самостоятельно ремонтировали свои машины и неплохо с этим справлялись, и все благодаря простоте конструкций автомобилей.

Неоспоримым преимуществом было также и то, что V-Образные четырехцилиндровые моторы занимали по объему мало места, чем их рядные собратья. Не зря они (эти моторы) повсеместно ставились на компактные автомобили.

И тем не менее, с дальнейшим развитием технологий и с появлением в 70 — 80 годах поперечных схем расположения двигателей, это последнее неоспоримое преимущество небольшого V-образного двигателя пало. С такой необычной компоновкой пришлось распрощаться окончательно.

А как же тогда мотоциклы? Там ведь тоже устанавливались V-4 моторы? Абсолютно верно подмечено. В спортивной и в просто мощной мототехнике этот тип двигателей прижился и даже очень неплохо. Несколько десятилетий он используется в мотоциклах Yamaha VMAX, на спортивных Гран-при спортбайках и на других типах мотоциклов, где необходимы компактность, мощность и легкость.

Есть ли будущее у V4 моторов в автомобилях?

Несмотря на неудачный опыт двигателя в автомобильной сфере списывать со счетов их пока рано. В текущей быстроменяющейся ситуации спроса и предложения автотехники на мировом рынке в постоянно изменяющихся авангардах технологий, все еще может быть, вдруг автопроизводители изменят свой подход к этим уникальным агрегатам и начнут их использовать скажем, в гибридных или био-метановых автомобилях..? Почему бы и нет… Не зря говорят, что все новое — это хорошо забытое старое. Эту поговорку как нельзя лучше можно применить к сегодняшним автомобильным технологиям. Фирма «Porsche» вернулась же к V4 мотору устанавливаемых ей на гоночных гибридных гиперкарах… Так почему другие будут упускать такую возможность установки их в своих серийных моделях… Время покажет.

Ducati Multistrada V4 — двигатель

РАБОЧИЙ ОБЪЕМ: 1 158 см³
МОЩНОСТЬ: 170 л. с. при 10 500 об/мин
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ: 125 Н·м при 8 750 об/мин
СУХОЙ ВЕС: 215 кг
СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ: Режимы движения, режимы подачи мощности, антиблокировочная система ABS Cornering, антипробуксовочная система Ducati Traction Control, вилли-контроль Ducati Wheelie Control, дневные ходовые огни, стоп-сигнал Ducati
ПРОВЕРКА ЗАЗОРОВ КЛАПАНОВ: 60 000 км

Технические характеристики

ДВИГАТЕЛЬ
ТРАНСМИССИЯ
ШАССИ
РАЗМЕРЫ И ВЕС
СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
СТАНДАРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ГАРАНТИЯ И СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
ВЫХЛОПНЫЕ ГАЗЫ И РАСХОД ТОПЛИВА

Двигатель

Двигатель

V4 Granturismo, V4 — 90°, 4 клапана на цилиндр, коленчатый вал обратного вращения, система зажигания Twin Pulse, жидкостное охлаждение

Рабочий объем

1 158 см³

Диаметр цилиндра X ход поршня

83 мм x 53,5 мм

Степень сжатия

14,0:1

Мощность

170 л.

с. при 10 500 об/мин

170 л.с. при 10 500 об/мин

Крутящий момент

125 Н·м при 8 750 об/мин

Подача топлива

Электронная система впрыска топлива, эквивалент Ø 46 мм, эллиптические корпуса дросселей, система Ride-by-Wire

Выхлопная система

Глушитель из нержавеющей стали, двойной каталитический нейтрализатор и 4 лямбда-зонда

Трансмиссия

Коробка передач

6-ступенчатая

Первичная передача

Прямозубые шестерни, передаточное отношение 1,8:1

Передаточное отношение

1=40/13, 2=36/16, 3=34/19, 4=31/21, 5=23/29, 6=25/27

Главная передача

Цепь, передняя звездочка z16, задняя звездочка z42

Сцепление

Проскальзывающее многодисковое мокрое сцепление с гидравлическим управлением и встроенным сервоприводом

Шасси

Рама

Алюминиевый монокок

Передняя подвеска

Полностью регулируемая вилка перевернутого типа Ø 50 мм

Полностью регулируемая вилка перевернутого типа Ø 50 мм, электронное регулирование жесткости отбоя и сжатия с подвеской Ducati Skyhook

Переднее колесо

Литое легкосплавное, 3″ x 19″

Передняя шина

Pirelli Scorpion Trail II 120/70 ZR 19

Задняя подвеска

Полностью регулируемый моноамортизатор, дистанционное регулирование предварительной нагрузки на пружину, алюминиевый двухсторонний маятник

Полностью регулируемый моноамортизатор, электронное регулирование с подвеской Ducati Skyhook, алюминиевый двухсторонний маятник

Заднее колесо

Литое легкосплавное, 4,5″ x 17″

Задняя шина

Pirelli Scorpion Trail II 170/60 ZR 17

Ход колеса (спереди/сзади)

170 мм / 180 мм

Передний тормоз

2 полуплавающих диска Ø 320 мм, радиально установленные моноблочные 4-поршневые суппорты Brembo с двумя колодками, радиальный главный цилиндр, антиблокировочная система ABS Cornering

2 полуплавающих диска Ø 330 мм, радиально установленные моноблочные 4-поршневые суппорты Brembo M50 Stylema с двумя колодками, радиальный главный цилиндр, антиблокировочная система ABS Cornering

Задний тормоз

Диск Ø 265 мм, 2-поршневой плавающий суппорт Brembo, антиблокировочная система ABS Cornering

Приборная панель

5-дюймовый цветной TFT-дисплей

6,5-дюймовый цветной TFT-дисплей с системой Ducati Connect и полноэкранной навигационной системой

Размеры и вес

Снаряжённая масса

240 кг

243 кг

242 кг

Высота сиденья

Регулируемая, диапазон: 840–860 мм

Колесная база

1 567 мм

Угол наклона рулевой колонки

Вылет

102,5 мм

Объем топливного бака

Количество мест

Системы безопасности

Системы безопасности

Режимы движения, режимы подачи мощности, антиблокировочная система ABS Cornering, антипробуксовочная система Ducati Traction Control, вилли-контроль Ducati Wheelie Control, дневные ходовые огни, стоп-сигнал Ducati

Стандартное оборудование

Стандартное оборудование

Подсветка переключателей на рукоятках, 5-дюймовый цветной TFT-дисплей

Подвеска Ducati Skyhook, система быстрого переключения передач Ducati Quick Shift, круиз-контроль, система Hands-free, подсветка переключателей на рукоятках, 6,5-дюймовый цветной TFT-дисплей с системой Ducati Connect и полноэкранной навигационной системой, полностью светодиодная фара

Гарантия и сервисное обслуживание

Гарантия

24 месяца, без ограничений по пробегу

Сервисное обслуживание

15 000 км / 24 месяца

Проверка зазоров клапанов

60 000 км

Выхлопные газы и расход топлива

Экологический стандарт

Евро-5

Выброс CO₂

162 г/км

Расход топлива

6,5 л/100 км

Почему двигатели V4 так редко используются в автомобилях?

► V4 хорошо подходят для мотоциклов, но не для автомобилей
► В чем преимущества?
► А какие минусы?

К счастью, тенденция к сокращению, похоже, осталась позади. Porsche впервые за десятилетия окунулся в плоские четверки, Ford GT избавился от двух цилиндров, а рабочий объем V8 резко сократился по всем направлениям. Но в то время как V6, рядные четырехцилиндровые и трехцилиндровые двигатели массово появлялись на рынке, крупные производители всегда игнорировали один двигатель меньшего размера, за исключением одного из величайших современных гоночных автомобилей на выносливость.

Подпишитесь на информационный бюллетень CAR здесь, чтобы получать больше эксклюзивной информации, новостей и обзоров. Так почему же только такие компании, как Lancia, Saab и Ford, когда-либо серьезно задумывались об этой V-образной конфигурации в своих дорожных автомобилях в прошлом?

Баланс двигателя

V4 могут быть маленькими двигателями, в зависимости от выбранной вами конфигурации. Поговорив с Нилом Джани о том, как он тестировал первый Porsche 919, он сказал, что V4 мощностью 500 л.с. создавал такую сильную вибрацию, что ему стало трудно видеть и дышать за рулем, что часто заставляло его неконтролируемо кашлять при езде на полную мощность; не то, что вы хотите в гоночной машине на выносливость.

Porsche решил проблему, просто изменив порядок зажигания, но двигатели V4 не являются наиболее сбалансированными по своей сути двигателями, а 90-градусный V-образный развал является лучшим способом достичь первичной балансировки и избежать необходимости использовать балансировочный вал для остановки двигателя. двигатель трясется вдребезги.

Два из всего

Наиболее очевидным недостатком этой миниатюрной V-образной компоновки является ненужная сложность по сравнению с рядной четверкой. Выбирая V4, вы в конечном итоге удваиваете количество компонентов под капотом — головки цилиндров, кулачковый механизм, выпускные коллекторы; все это становится излишне запутанным и дорогим в разработке.

Нахальный способ решить проблему с головкой блока цилиндров — использовать V-образную форму с узким углом — стратегия, используемая Lancia и Volkswagen. Вы по-прежнему получаете два выпускных коллектора, но только два распределительных вала, поэтому наличие свечей зажигания по обеим сторонам одной головки цилиндров делает V4 (или VR4) гораздо более жизнеспособным.

Они могут занимать много места

V-образные двигатели умеют занимать место в моторном отсеке, благодаря чему рядный двигатель с продольным расположением кажется невероятно просторным и удобным в работе. Если вы выберете хорошо сбалансированный двигатель V4 с V-образным развалом 90º, он может очень быстро занять место под капотом, в отличие от тонкой компактной рядной четверки.

Инженеры Porsche LMP1 скажут вам, что они пошли на полную установку 90º (вместо варианта 60º), чтобы заполнить пространство между рядами цилиндров с гудящим отличным турбо и гибридной системой, чтобы сформировать что-то похожее на ‘ горячая V-образная компоновка, используемая такими автомобилями, как Mercedes и BMW. Но такой двигатель вытянется под капотом дорожного автомобиля, оставив инженерам сложную работу по упаковке.

В чем тогда преимущества V4?

Наряду с достижением основного баланса при установке на 90º двигатель V4 обладает потенциалом для создания большей мощности, чем рядная четверка. Это связано с тем, что коленчатый вал короче, чем обычно, что делает его прочнее и менее восприимчивым к скручиванию под действием крутящего момента, а это означает, что вы можете увеличить обороты и, в свою очередь, выходную мощность.

Картер также лучше подходит для управления потоком воздуха внутри него по сравнению с рядным четырехцилиндровым двигателем, а это означает, что насосные потери сведены к минимуму, а максимальное количество энергии может быть передано от сгорания к колесам.

Увидим ли мы когда-нибудь дорожный автомобиль с двигателем V4?

Можно было бы подумать, что тройной успех Porsche в Ле-Мане с его 2,0-литровым турбодвигателем V4 породил пару проектов по созданию дорожных автомобилей, но, к сожалению, из всего этого ничего не вышло, кроме мертворожденного концепт-кара и технологии. необходимо создать концептуальный двигатель для старых правил F1 2021 года (который где-то лежит на полке в Германии).

Небольшие рядные двигатели прочно вошли в мировоззрение автомобильной промышленности как дешевые и простые способы приведения автомобиля в действие; 500 куб. см на цилиндр в наши дни — магическое число, отсюда и огромное количество 1,5-литровых трехцилиндровых двигателей и 2,0-литровых четырехцилиндровых двигателей. Таким образом, шансы производителя, решившего заменить цилиндры на V-образный, или даже украсть мотоциклетный V4 для чего-то сверхлегкого, кажутся очень малыми.

Посмотрим правде в глаза, если бы Lancia Fulvia или Saab Sonnet когда-либо были возвращены из мертвых, это почти наверняка были бы электромобили. Так что нам, вероятно, просто нужно надеяться, что гарцующий пони из Штутгарта вспомнит, насколько особенным был 919, и сделает его жизнеспособным в качестве силового агрегата для дороги. Porsche потерпел крах в своем последнем набеге на четырехцилиндровые двигатели, но миниатюрный V-образный двигатель мог бы быть гораздо более привлекательным предложением.

Каковы преимущества двигателя V4?

Идея конфигурации двигателя V4, приводимого в движение мотоциклом, существует с первых дней мотоциклостроения. Одним из первых мотоциклов, на которых успешно производилась силовая установка V4, был Matchless Silver Hawk 1930-х годов, хотя форма и конструкция двигателя были гораздо более квадратными, чем у настоящего V4.

С тех пор конфигурация то менялась, то исчезала из дизайна мотоциклов, но так и не набрала обороты. Более современные мотоциклы, особенно те, которые участвуют в таких чемпионатах, как MotoGP, начали использовать эту конфигурацию.

Но что движет этим изменением взглядов на макет, который, по крайней мере, в течение многих лет был предназначен для показа в странных и чудаковатых одноразовых?

Что такое двигатель V4?
Проще говоря, двигатель V4 — это четырехцилиндровый двигатель с двумя комплектами поршней, расположенными либо впереди, либо позади друг друга, либо на противоположных сторонах мотоцикла. Более распространенной современной компоновкой является продольно установленный V4, при котором два ряда цилиндров располагаются один перед другим — как в моделях Ducati Panigale V4 и Streetfighter. Другой тип компоновки заключается в поперечной установке двигателя, при этом блоки цилиндров располагаются с каждой стороны мотоцикла, один слева и один справа.
У каждой конфигурации есть свои плюсы и минусы, и каждая из них лучше подходит для некоторых велосипедов из-за того, как ее можно использовать. Например, установленный поперечно V4 (как Motus V4 в верхней части страницы) отлично подходит, если вы хотите использовать выход карданного вала на заднее колесо. Выход кривошипа уже направлен назад к задней части мотоцикла, что означает, что подсоединить коробку передач и приводной вал к устройству очень просто. Продольно установленный V4 лучше подходит для цепного привода, так как выходной сигнал от кривошипа выходит сбоку двигателя, что позволяет легко направлять его на передаточные числа в коробке передач.
По этим причинам V4 с поперечной установкой исторически использовался в туристических, приключенческих и менее спортивных машинах, в то время как конфигурация с продольной установкой обычно используется в спортивных мотоциклах и высокопроизводительных нейкедах.
Статьи по теме
Каковы преимущества компоновки двигателя V4?
Конфигурация V4 дает множество преимуществ. Имея это в виду, мы собираемся разбить следующую часть на несколько разных разделов.
Упаковка
Независимо от того, как он установлен на раме, двигатель V4 представляет собой компактный комплект. Втиснуть множество механических деталей в относительно небольшое пространство для их размера. Например, если вы представляете себе рядный четырехцилиндровый двигатель; за блоком цилиндров есть обширное пустое пространство, которое находится над коробкой передач на обычном велосипеде. Разработчики двигателей сочтут это пустой тратой времени, и их коллеги из отдела проектирования транспортных средств быстро заполнят образовавшуюся пустоту системами впрыска топлива, электроникой и другими сопутствующими принадлежностями.
Двигатель V4, по сравнению с ним, представляет собой очень эффективную инженерную конструкцию с гораздо меньшими зонами мертвого пространства.
Это все, что нужно Ducati V4 Panigale…
Прочность на растяжение
Компактные размеры по сравнению с более широко используемыми аналогами дают еще одно преимущество. Конфигурация V4 необычайно прочна, предлагая уровни жесткости и прочности на растяжение, с которыми рядная четверка или даже V-образный твин просто не могут сравниться.
По этой причине двигатель V4 лучше всего подходит для установки в мотоцикл, в котором двигатель используется в качестве нагруженного элемента. Таким образом, двигатель теперь может выдерживать некоторые нагрузки при прохождении поворотов, ускорении и, конечно же, торможении. Поскольку двигатель может выдерживать такую большую нагрузку при езде, рама может быть меньше, а вспомогательные конструкции, такие как маятник и задний подрамник, теперь можно просто прикрутить болтами непосредственно к двигателю.
Возьмем, к примеру, Ducati Panigale V4. Это один из самых управляемых мотоциклов на дорогах и треках, и в его основе лежит двигатель V4. Но дело не только в двигателе, благодаря которому байк так сладко управляется, а в умном дизайнерском решении. Поскольку двигатель, производный от Desmosedici, настолько мощный, рама Panigale может быть уменьшена до такой степени, что это просто передняя бабка для рулевой колонки и два лонжерона, которые проходят по бокам мотоцикла. Устранение необходимости в ромбовидной или двухлонжеронной раме может значительно снизить вес велосипеда. И не только шесть или семь килограммов, которые весит обычная рама.
Он имеет огромные дополнительные преимущества для производственного процесса и может уменьшить количество крепежных деталей, необходимых для удержания велосипеда вместе. Когда вы нацелены на мировую славу на гоночной арене, каждый грамм действительно имеет значение.
Массовая централизация
Эта фраза уже много лет звучит в велосипедном мире, и самые большие успехи здесь достигнуты на мотоциклах с двигателем V4. Из-за компактного характера зверя конструктору велосипеда очень легко определить, где должен быть центр тяжести (ЦТ) двигателя, чтобы создать необходимые характеристики управляемости.
Есть ли недостатки в конфигурации двигателя V4?
Как и в случае любого инженерного проекта, да, есть некоторые моменты, которые необходимо решить. Тепло может быть проблемой, особенно если у вас поперечно установлен V4. В этом сценарии тепло переднего ряда цилиндров будет перетекать на задний ряд, заставляя их нагреваться немного неравномерно. Однако это не то, что нельзя исправить, и очевидно, что у таких людей, как Ducati и Yamaha (которые использовали этот тип двигателя в VMAX), было время поработать над своими волшебными решениями.
продольно расположенные двигатели V4 имеют меньшую проблему с этой передней частью, хотя два задних цилиндра обычно нагреваются немного сильнее, чем два передних. Велосипеды с такой конфигурацией часто имеют крышки коромысел или целые головки цилиндров, торчащие из обтекателя велосипеда для отвода тепла.
Выхлоп двигателя V4 представляет собой гораздо более сложную конструкцию, чем система обычного рядного четырехцилиндрового двигателя.