V-образный двигатель , также называемый двигателем V2 , представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель , где цилиндры имеют общий коленчатый вал и расположены в конфигурации V .
Хотя V-образные двухцилиндровые двигатели широко используются в мотоциклах (устанавливаются поперечно или продольно), они также используются в промышленных двигателях и в нескольких небольших автомобилях. Дизайн V-образного двойника восходит к концу 1880-х годов.
Происхождение
Один из первых V-образных двигателей был построен Готлибом Даймлером в 1889 году. Он использовался в качестве стационарного двигателя для лодок и в Daimler Stahlradwagen («автомобиль со стальными колесами»), втором автомобиле Daimler. [1] Двигатель также производился по лицензии во Франции компанией Panhard et Levassor . [2]
Ранний мотоцикл с V-образным двигателем был произведен в ноябре 1902 года компанией Princeps AutoCar в Великобритании. [3] В следующем году мотоциклы V-twin были произведены Eclipse Motor & Cycle Co в Великобритании (модель XL-ALL ), [4] Glenn Curtiss в США и NSU Motorenwerke в Германии. [5]
Компания Peugeot, которая использовала построенные Panhard V-образные двухцилиндровые двигатели Daimler в своих первых автомобилях, [2] [6] начала производить свои собственные V-образные двигатели в начале 20 века. Этот двигатель Peugeot приводил в движение мотоцикл Norton, который выиграл первую гонку TT на острове Мэн в 1907 году. [6]
Типовой дизайн
Конфигурация коленчатого вала
Большинство V-образных двигателей имеют одну шатунную шейку , которая используется на обоих шатунах . Шатуны могут располагаться бок о бок со смещенными цилиндрами или иметь шатуны вилки и лезвия, что позволяет избежать скручивающих сил, вызванных наличием смещенных цилиндров.
Некоторые заметные исключения включают смещение кривошипа на 180 °, используемое в Moto Guzzi 500cc 1935 года [7], конфигурацию с двумя кривошипами, используемую в Honda Shadow 750 1983 года [8], и смещение пальца на 75 ° (смещение на 45 ° в США), использовавшийся в Suzuki VX 800 1987 года выпуска . [9]
V угол
Хотя любой V-образный угол (угол между двумя рядами цилиндров) от нуля до 180 градусов теоретически возможен для V-образного двухцилиндрового двигателя, на практике углы менее 40 градусов редко используются по соображениям практичности. Наиболее распространенный V-образный угол для V-образного двигателя составляет 90 градусов, что позволяет достичь идеального первичного баланса (при использовании правильного противовеса ), как у большинства Ducatis, большинства Moto Guzzis, Honda RC51, Suzuki TL1000 и TL1000R. [10] [11] Однако такое расположение приводит к неравномерному порядку зажигания: второй цилиндр стреляет на 270 градусов после первого, затем с интервалом в 450 градусов, пока первый цилиндр не срабатывает снова. 90-градусные двигатели иногда называют L-twin (например, L в TL1000R или TL1000S), а не V-twin.
Когда используется V-образный угол менее 90 градусов, идеальный первичный баланс может быть достигнут только при использовании смещенных шатунов . В противном случае для уменьшения вибрации обычно требуются уравновешивающие валы . [10] Транспортные средства, которые используют двигатели с V-образным углом менее 90 градусов, включают:
- 20 градусов: 1889 Daimler Steel-wheel car [1]
- 42 градусов: 1916-1923 гг Индийского PowerPlus , 1920-1949 Индийского Скаут , 1922-1953 Индийских главное
- 45 градусов: Harley-Davidson V-twin с 1909 г. по настоящее время , Suzuki VX 800 с 1990 по 1997 г., Suzuki Boulevard C50 с 2001 г. по настоящее время , Honda VT1100 с 1985 по 2007 гг.
- 48 градусов: 2005-2012 Yamaha MT-01 , 1999-настоящее время Yamaha XV1600A
- 50 градусов: 1919-1924 BSA Model E , 1924-1936 Brough Superior SS100 , 1929-1940 Matchless Model X , 1936-1955 Vincent Rapide , все двигатели Victory Freedom
- 52 градуса: Honda Shadow с 1997 г. по настоящее время, Honda Transalp с 1987 г. по настоящее время , Honda Deauville 1998-2013 гг. , 2004-2010 Kawasaki Vulcan серии 2000 г.
- 54 градуса: Suzuki Boulevard C109R с 2008 г. по настоящее время, Suzuki Boulevard M109R с 2006 г. по настоящее время
- 55 градусов: 1985-2006 Kawasaki Vulcan 750 , 2006-настоящее время Kawasaki Vulcan 900 Classic
- 60 градусов: 2001-2017 Harley-Davidson VRSC , 1998-2003 Aprilia RSV Mille , 1988-настоящее время Yamaha XV250 , 2001-настоящее время Yamaha DragStar 250 , 2015-настоящее время Indian Scout
- 70 градусов: 1988-1998 Suzuki RGV250 , 1987-2004 Yamaha Virago 535 , 1997-настоящее время Yamaha DragStar 650
- 72 градуса: 1974-1989 Moto Morini 350 и 500 V-twin
- 75 градусов: 2005-настоящее время Hyosung GT250 , 2008-2015 KTM 1190 RC8 , 1981-2007 Yamaha Virago , 1998-2008 Yamaha DragStar 1100
- 80 градусов: 1978-1983 серии Honda CX , Rotax 810/660/490 двигатели
Транспортные средства, использующие двигатели с V углами более 90 градусов включают в себя 1934 Moto Guzzi 500cc (120 градусов) [ править ] и 1940-1948 Zundapp KS 750 (170 градусов). [12]
Мотоциклы
Что касается других автомобилей, термины « продольный двигатель» и « поперечный двигатель» чаще всего используются для обозначения ориентации коленчатого вала относительно рамы. [13] [ самостоятельно опубликованный источник? ] [14] Однако некоторые компании используют противоположную терминологию, утверждая, что «поперечный» V-образный двигатель имеет цилиндры, установленные с каждой стороны мотоцикла (следовательно, коленчатый вал находится на одной линии с рамой), и что «продольный» "V-образный двигатель имеет цилиндры спереди и сзади. [15] Последняя терминология используется итальянским производителем Moto Guzzi. [16]
Чтобы избежать такой двусмысленности, некоторые люди используют описания «двигатель с поперечным коленчатым валом», «двигатель с продольным коленчатым валом» [13] [17] или «цилиндры с поперечным расположением вала ». [18]
Поперечный двигатель
Наиболее распространенная установка - установка двигателя таким образом, чтобы коленчатый вал был ориентирован поперек рамы. Преимущество такой установки заключается в том, что ширина мотоцикла может быть меньше, чем у продольно установленного V-образного твиновца. [19] Недостатком этой конфигурации для двигателей с воздушным охлаждением является то, что два цилиндра получают разные воздушные потоки, а охлаждение заднего цилиндра имеет тенденцию ограничиваться [20] (хотя неравномерное охлаждение не так выражено, как параллельное охлаждение). сдвоенный двигатель, где внутренние поверхности цилиндров не подвергаются никакому воздушному потоку). Некоторые поперечные V-образные двухцилиндровые двигатели используют один карбюратор в середине V-образного угла для питания обоих цилиндров. Хотя это позволяет избежать необходимости в двух карбюраторах, это создает дополнительные проблемы с охлаждением заднего цилиндра из-за размещения его горячего выхлопного отверстия и трубы в задней части цилиндра, где он может подвергаться меньшему потоку охлаждающего воздуха.
Поперечные V-образные двигатели использовались Harley-Davidson , Ducati и многими недавними японскими мотоциклами, такими как Suzuki SV650 . Некоторые двигатели Ducati V-twin продавались как двигатели L-twin, поскольку передний цилиндр был вертикальным, а задний цилиндр - горизонтальным, таким образом, образуя L-образную форму.
1902 Princeps V-Twin (с воздушным охлаждением)
1933-1939 Sokół 1000 (с воздушным охлаждением)
2002 Ducati Monster 620 (с воздушным охлаждением)
2009 Honda VTR250 (с водяным охлаждением)
Продольный двигатель
Менее распространена установка двигателя продольно. Преимущество такой компоновки заключается в том, что обе головки цилиндров могут выступать в воздушный поток, поэтому каждая из них может получать одинаковое количество охлаждения (для двигателей с воздушным охлаждением). [21] Кроме того, трансмиссия, расположенная за двигателем, легче вписывается в типичную раму мотоцикла, а для мотоциклов с приводом от вала коническая шестерня на 90 ° не требуется в начале приводного вала.
Как и для всех продольных двигателей, недостатком является то, что реакция крутящего момента будет скручивать мотоцикл в одну сторону (например, при резком ускорении / замедлении или при открытии дроссельной заслонки в нейтральном положении) вместо смещения баланса веса между передними и задними колесами. Однако многие современные мотоциклы уменьшают этот эффект, вращая маховики или генераторы переменного тока в направлении, противоположном направлению коленчатого вала. [22] [23]
Продольные V-образные двигатели использовались в серии Honda CX и нескольких мотоциклах Moto Guzzi .
1978-1983 Honda GL500 Silver wing 80 ° V-образный двухцилиндровый двигатель
2000 Moto Guzzi Jackal 90 ° V-образный твин
Автомобили
Большинство автомобилей оснащено двигателями с тремя или более цилиндрами, однако было выпущено несколько небольших автомобилей с двигателями V-twin.
С 1911 по 1939 годы различные модели трехколесных велогонок Morgan серии F оснащались двигателями V-twin. Затем производство трехколесных моделей возобновилось с 2012 года по настоящее время Morgan 3-Wheeler . Также в Соединенном Королевстве Birmingham Small Arms Company (BSA) произвела несколько автомобилей с их мотоциклетными двигателями V-twin. Они выпускались с 1921 по 1926 год (четырехколесные модели) и с 1929 по 1936 годы (трехколесные и четырехколесные модели). [24]
Несколько производителей выпустили модели, вдохновленные оригинальным трехколесным автомобилем Morgan, такие как Triking Cyclecar с 1978 г. по настоящее время (с двигателем Moto Guzzi) [25], Ace Cycle Car с 2006 г. по настоящее время (с двигателем Harley-Davidson) [ 26] и комплектный автомобиль JZR Trikes с 1990 г. по настоящее время (с двигателями нескольких производителей). [27]
Первый автомобиль Мазда, то 1960-1966 Мазда R360 задним расположением двигателя кэй автомобиля , был приведен в действие на 356 см (21,7 у.е.) в Мазда V-образный двигатель . [28] [29] В легком коммерческом автомобиле Mazda B360 с передним расположением двигателя 1961-1962 гг. Использовалась версия этого двигателя объемом 577 куб. См (35,2 куб. Дюйма ).
1934 Morgan Super Sports (с использованием двигателя JAP )
1960-1966 Двигатель Mazda R360
Промышленные двигатели
Различные V-образные двигатели были произведены для промышленного использования, такого как мойки высокого давления, садовые и садовые тракторы, мотоблоки, генераторы и водяные насосы. Двигатели обычно имеют воздушное охлаждение с углом вертикальной оси 90 °. В зависимости от области применения двигатель может иметь горизонтальную или вертикальную ориентацию коленчатого вала.
Производители коммерческих двигателей V-twin включают Briggs & Stratton с его сериями Vanguard, Professional и Intek V-twin, [30] Honda с его двигателями серии V-twin, [31] Kawasaki с его сериями FD, FH, FS и FX. , [32] Subaru с его серией EH, [33] Tecumseh с его двигателями OV691EA и TVT691, [34] и Kohler . [35]
Смотрите также
- Плоско-сдвоенный двигатель
- Список мотоциклов по типу двигателя
- Двигатель мотоцикла
- Прямо-сдвоенный двигатель
Рекомендации
- ^ a b Posthumus, Кирилл (1977) [1977]. «Отцы изобретательства». История Veteran & Vintage Cars . Джон Вуд, иллюстратор (изд. Phoebus, 1977). Лондон: Хэмлин / Феб. стр. 12 -13. ISBN 0-600-39155-8.
Но двигатель, теперь установленный ниже, перед задней осью, превратился в узкий V-образный твин с цилиндрами под углом 20 ° и мощностью 1,6 л.с. при 700 об / мин.
- ^ а б Линг, Питер Дж. (1990). Америка и автомобиль: технологии, реформы и социальные изменения, 1893-1923 гг . Манчестер, Великобритания: Издательство Манчестерского университета. п. 97. ISBN 0-7190-3808-1. Архивировано 31 декабря 2013 года . Проверено 18 января 2013 .
- ^ «Мотоцикл, 12 ноября 1902 года» . oldbike.eu . Архивировано 5 апреля 2016 года . Проверено 9 мая 2018 .
- ↑ "The Evolution of the Motor Cycle", журнал Motor Cycle, 1 июня 1922 г., стр. 700-706.
- ^ де Сет, Мирко, изд. (2002). Иллюстрированный справочник мотоциклов . Сент-Пол, Миннесота США: Книги Саламандры. с. 117, 340. ISBN 0-7603-1417-9. Проверено 18 января 2013 .
- ^ а б Уокер, Мик (2000). Европейские гоночные мотоциклы Мика Уокера . Тайн и Уир, Великобритания: Redline Books. п. 92. ISBN 0-9531311-3-0. Архивировано 30 декабря 2013 года . Проверено 18 января 2013 .
- ^ Гарсон, Пол (2005-03-20). «У меня мог быть двигатель V-8… так я и сделал» . Motorcycle.com . Вертикальный прицел. Архивировано 21 августа 2008 года . Проверено 18 апреля 2010 .
К 1934 году Guzzi предлагал ряд моделей объемом 175, 250 и 500 куб. См, включая полнофункциональные туристические машины. В следующем году они снова повысили ставки, бросив вызов всепобеждающему Нортону на легендарном острове Мэн TT, где британский гонщик владел замком, прикладом и одним стволом благодаря феноменальному наезднику, шотландцу Джиму Гатри. Moto Guzzi отправился за навыками верховой езды к британцу, некоему Стэнли Вудсу. Они подарили ему новый гоночный автомобиль с V-образным твином под углом 120 градусов со смещенными шатунами, работающими под углом 180 градусов, с коническими шестернями и валами, приводящими в движение SOHC, достаточно хорошим для 44 л.с. при 7500 об / мин и 112 миль в час, наравне с Norton. У него был козырь в рукаве, так сказать, в том, что он включал тип задней подвески с поворотной вилкой, а передняя часть была пружинной, дизайн, который никогда не выигрывал у Senior TT из-за его недостатков в управлении, по крайней мере, так считалось. Гуцци тоже немного поработал в этом отделе. Он также был оснащен массивным передним тормозом с двумя ведущими башмаками, 4-ступенчатой коробкой передач и легкосплавными дисками - еще одним нововведением для снижения неподрессоренной массы. Когда пыль улеглась и расчеты определились, венок победы достался Вудсу и Мото Гуцци, оставив Нортон, как говорится, потрясенным. Мало того, Guzzi побили рекорд круга. На следующий день Moto Guzzi стал всемирно известным.
- ^ «Хонда: Тень 750 1983 года» . Архивировано из оригинального 19 мая 2008 года . Проверено 20 мая 2008 .
- ^ «Сузуки VX800». Cycle World : 36–37. Июль 1990 года.
В какой-то момент в разработке мотоцикла компания изменила вылет шатунной шейки с 45 на 75 градусов в надежде создать более плавный двигатель. Но как только началось производство, американские инженеры Suzuki решили, что новое смещение привело к меньшей мощности в среднем диапазоне, а также к слишком очищенной выхлопной ноте, которая звучит не очень похоже на V-Twin. Престо, теперь модели для США поставляются со смещением под углом 45 градусов, в то время как остальной мир получает шатуны со смещением под углом 75 градусов.
- ^ а б Витторе Коссалтер. «Встряхивающие силы двухмоторных двигателей» . Архивировано 24 июля 2011 года . Проверено 25 июля 2010 .
- ^ "Физика: углов цилиндров двигателя" . www.caranddriver.com . 14 января 2011 . Проверено 18 августа 2019 .
- ^ Гантриис, Питер; Фон Вартенберг, Генри (2008). Искусство BMW: 85 лет мастерства в мотоспорте . MotorBooks International. п. 80. ISBN 978-0-76033-315-0.
Zundapp был оснащен 170-градусным V-образным двухцилиндровым двигателем с воздушным охлаждением, который был очень похож по дизайну, который был очень похож по конструкции на близнецы-боксеры BMW.
- ^ а б Cossalter, Витторе (2006). Динамика мотоцикла (второе изд.). Lulu.com. С. 291–294. ISBN 978-1-4303-0861-4.[ самостоятельно опубликованный источник ]
- ^ Фоул, Витторе (2006). Управление мотоциклом и конструкция шасси: искусство и наука (Второе изд.). Тони Фоул. стр. 11 -6. ISBN 978-84-933286-3-4.
- ^
- Кумбс, Мэтью; Хейнс, Джон; Shoemark, Пит (2002). Основы мотоцикла (2-е изд.). Хейнс. п. 1 • 31. ISBN 978-1-85960-515-8.
Поперечно установленный [цилиндр] V-образный двухцилиндровый двигатель, который Moto Guzzi в течение многих лет успешно использовал, легко вставляется в раму и имеет отличное охлаждение, так как обе головки выступают против ветра. Он также обеспечивает идеальную настройку для использования карданного вала.
- Холмстрем, Дарвин (2001). Полное руководство идиота по мотоциклам . Альфа-книги. ISBN 978-0-02-864258-1.
Двигатели Ducati, которые являются продольными (они расположены продольно в раме), наиболее очевидно имеют L-образную конфигурацию, но двигатели Moto Guzzi, которые расположены поперечно (расположены крест-накрест в раме), также расположены под углом 90 градусов.
- Новые 2009 Moto Guzzi V7 Классических отличники Исторических корней , Moto Guzzi Spa, архивируется с оригинала на 27 мая 2009 года , восстановлен 2009-04-29 ,
Так же , как важно, V7 стал мгновенной технологией Trendsetter благодаря своему инновационному поперечному, воздухо- охлаждаемый V-образный двухцилиндровый двигатель с приводом от вала
- Вон из истории, в дорогу. , Moto Guzzi Spa, архивируется с оригинала на 26 марта 2009 года , восстановлен 2009-04-29 ,
Мы могли бы, конечно , написать книгу о Moto Guzzi в поперечной V-Twin.
- Грабб, Джейк (март 1975). Мотоциклы Easy Riders Grand Touring 1975 года выпуска . Популярная механика . 143 . Журналы Hearst. п. 82. ISSN 0032-4558 . Проверено 29 апреля 2009 .
Ducati 750 Sport с пристегивающимся рулем и гоночной установкой предназначен для тех, кто хочет совершить поездку лежа на животе! Двигатель - продольный V-образный. ..Уникальный 90-градусный продольный двигатель обеспечивает огромный крутящий момент на низких и средних оборотах ... Moto Guzzi 850T ... 850-кубовый поперечный V-образный двигатель под углом 90 ° ...
- Кумбс, Мэтью; Хейнс, Джон; Shoemark, Пит (2002). Основы мотоцикла (2-е изд.). Хейнс. п. 1 • 31. ISBN 978-1-85960-515-8.
- ^ Карпентер, Сьюзан (25 июля 2007 г.), «Парни - это не de rigueur, а шлем, да» , ASK THROTTLE JOCKEY , заархивировано из оригинала 21 декабря 2013 г.,
согласно моему источнику в Moto Guzzi Technical Services «Двигатель Guzzi - это двухцилиндровый L-образный двигатель с углом наклона 90 градусов, потому что цилиндры ориентированы под углом 90 градусов, а не типичный V-образный двухцилиндровый двигатель, который имеет меньший угол (60 градусов, 77 градусов и т. Д.). Это называется «поперечным», потому что двигатель установлен с коленчатым валом, ориентированным спереди назад, а не слева направо. Из-за этого вы не можете подключить цепной или ременной привод непосредственно к заднему колесу, как на большинстве мотоциклов. Вот почему у вас есть отдельная коробка передач, которая крепится болтами к двигателю и передает мощность на заднее колесо через приводной вал, как это сделано на Moto Guzzi и BMW.
- ^ Коко, Гаэтано (2004), Дизайн и технологии мотоциклов , MotorBooks / MBI Publishing Company, стр. 117 и далее, ISBN 978-0-7603-1990-1
- ^ Наследие / История: Дизайн / Технологии (PDF) , BMW Motorrad , заархивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г.,
у боксера было три уникальных нововведения, которые остались на протяжении многих лет разработки: Конструкция двигателя включала поперечно смонтированы цилиндры, охлаждаемые проходящим воздухом.
- ^ Кокко, Гаэтано (2004). «Глава 11 Двигатель» . Дизайн и технологии мотоциклов . Сент-Пол, Миннесота США: MotorBooks International. п. 117. ISBN 0-7603-1990-1. Архивировано 05 февраля 2015 года . Проверено 28 мая 2013 .
В некоторых конструктивных решениях ширина в поперечном направлении такая же, как у одноцилиндрового двигателя, что позволяет использовать очень узкие рамы и кузов с небольшими лобовыми площадями.
- ^ Дин, Пол (май 2005 г.). Эдвардс, Дэвид (ред.). «Сервис: Масляный скряга» . Велосипедный мир . Ньюпорт-Бич , Калифорния, США: Hachette Filipacchi Media. 44 (5): 160. ISSN 0011-4286 . Архивировано 15 апреля 2014 года . Проверено 26 мая 2013 .
В частности, V-образный двухцилиндровый двигатель с большим отверстием и воздушным охлаждением может сильно нагреваться, особенно задний цилиндр, который не подвергается такому количеству охлаждающего воздуха, как передний.
- ^ Кумбс, Мэтью; Хейнс, Джон; Shoemark, Пит (2002), Основы мотоцикла (2-е изд.), Хейнс, стр. 1 • 31, ISBN 978-1-85960-515-8
- ^ Фридман, Искусство; Тревитт, Эндрю; Черный Андрей; Элвидж, Джейми; Брасфилд, Эванс (апрель 2000 г.). "Сравнение спортивных круизеров - семь мотоциклов спорт-круизеров" . Мотоцикл-крейсер . Источник Interlink Media. Раздел "Take a Spin", абзац 4. Архивировано 02 мая 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 .
Хотя Valkyrie также имеет продольный коленчатый вал, эта реакция крутящего момента была устранена за счет того, что некоторые компоненты, такие как генератор переменного тока, вращались в противоположном направлении двигателя.
- ^ Баттиссон, Стивен (1997). «Разработка V6 - Укрощение зверя» . Модель Laverda V6 . Стивен Баттиссон. п. 3. Архивировано из оригинала на 2011-07-08 . Проверено 10 сентября 2010 .
За счет того, что остальные внутренние детали двигателя вращаются в направлении, противоположном коленчатому валу, их силы нейтрализуются без необходимости прибегать к весу, сложности и трению, связанным с двумя коленчатыми валами.
- ^ Боббит, Малкольм (2004). Трехколесные автомобили - это были те дни . Veloce Publishing Ltd. стр. 16. ISBN 978-1-903706-81-7.
- ^ «Трикинг» . 3wheelers.com . Архивировано 05 октября 2010 года . Проверено 21 августа 2010 .
- ^ "Велосипедный автомобиль" . Архивировано 10 декабря 2008 года . Проверено 27 ноября 2008 .
- ^ "Автомобили JZR" . 3wheelers.com . Архивировано 05 октября 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 .
- ^ Адольф, Дэвид Травер. "Hemmings Motor News: Mazda R360 1964 года" . Hemmings Motor News . Архивировано 11 июля 2012 года . Проверено 21 августа 2010 .
- ^ «Mazda R-360 Coupe 1962 года выпуска« Де Люкс » » . Музей микрокаров Брюса Вайнера . Архивировано 24 сентября 2010 года . Проверено 21 августа 2010 .
- ^ "Двигатели для райдеров Briggs & Stratton" . Архивировано из оригинала 2011-04-26 . Проверено 21 апреля 2011 .
- ^ "ДВИГАТЕЛИ СЕРИИ Honda V-TWIN" . Архивировано 22 июля 2011 года . Проверено 21 апреля 2011 .
- ^ "СЕРИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ Kawasaki" . Архивировано 23 апреля 2011 года . Проверено 21 апреля 2011 .
- ^ «Субару Робин» . Архивировано 29 ноября 2010 года . Проверено 21 апреля 2011 .
- ^ "Текумсе Пауэр" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2011-07-16 . Проверено 21 апреля 2011 .
- ^ «Двигатели Колера» . Архивировано 24 апреля 2011 года . Проверено 21 апреля 2011 .