Коэффициент хода , сегодня повсеместно определяемый как соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня , представляет собой термин, описывающий соотношение между диаметром отверстия цилиндра и длиной хода поршня в поршневом двигателе с возвратно-поступательным движением . Его можно использовать либо для двигателя внутреннего сгорания , где топливо сгорает внутри цилиндров двигателя, либо для двигателя внешнего сгорания , такого как паровой двигатель , где сгорание топлива происходит вне рабочих цилиндров двигателя.
Современное соглашение для описания передаточного отношения цилиндров поршневого двигателя - это соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня . [1]
Соотношение хода поршня к диаметру цилиндра — устаревшее выражение, относящееся к ранней эпохе разработки поршневых двигателей. [2]
Диаметр отверстия цилиндра делится на длину хода поршня , чтобы получить соотношение.
Следующие термины описывают соглашения об именах для конфигураций различных соотношений диаметра цилиндра и хода:
Квадратный двигатель имеет одинаковые размеры диаметра цилиндра и хода поршня, что дает соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня точно 1:1.
1953 - Ferrari 250 Europa имела Lampredi V12 с диаметром цилиндра и ходом поршня 68,0 × 68,0 мм (2,7 × 2,7 дюйма).
1967 - FIAT 125, двигатель 124Sport 125A000-90 л.с., 125B000-100 л.с., 125BC000-110 л.с., 1608 куб.см, DOHC, диаметр цилиндра и ход поршня 80,0 мм × 80,0 мм (3,15 дюйма × 3,15 дюйма).
1970 - Ford 400 имел диаметр цилиндра и ход поршня 101,6 × 101,6 мм (4,00 × 4,00 дюйма).
1973 - Kawasaki Z1 и KZ(Z)900 имели диаметр цилиндра и ход поршня 66,0 × 66,0 мм (2,60 × 2,60 дюйма). [3]
1973 - Австралийское подразделение British Leyland создало 4,4-литровую версию двигателя Rover V8 с диаметром цилиндра и ходом поршня 88,9 мм. Этот двигатель использовался исключительно в Leyland P76 .
1982 — Honda Nighthawk 250 и Honda CMX250C Rebel имеют диаметр цилиндра и ход поршня 53,0 × 53,0 мм (2,09 × 2,09 дюйма), что делает двигатель квадратным. [4]
1983 - рядный четырехцилиндровый двигатель Mazda FE 2.0L с прямоугольным диаметром цилиндра и ходом поршня 86,0 × 86,0 мм (3,4 × 3,4 дюйма). Этот двигатель также имеет идеальное соотношение шток/ход 1,75:1.
1987 - Двигатели Opel / Vauxhall 2,0 л GM Family II имеют квадратную форму, диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма); пример: C20XE C20NE C20LET X20A X20XEV X20XER Z20LET Z20LEH Z20LER A20NHT A20NFT.
1989 г. - Nissan SR20DE представляет собой двигатель квадратной формы с диаметром цилиндра и ходом поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
1990 - Maserati Shamal имел битурбированный двигатель V8 объемом 3217 куб.см (3,2 л) AM 479 с диаметром цилиндра и ходом поршня 80,0 × 80,0 мм (3,1 дюйма × 3,1 дюйма). Этот двигатель после доработок позже устанавливался на Quattroporte IV и 3200 GT.
1990–2010 гг. Saab B234/B235 представляет собой двигатель квадратной формы с диаметром цилиндра и ходом поршня 90,0 × 90,0 мм (3,54 × 3,54 дюйма).
1991 - Двигатель Ford 4,6 V8 OHC имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,2 × 90,0 мм (3,552 × 3,543 дюйма). На протяжении двух десятилетий он был основой легковых и грузовых автомобилей Ford с двигателем V8 различной мощности и конструкции головок.
1995 — Двигатель BMW M52 объёмом 2793 кубических сантиметра представляет собой образец идеального квадратного двигателя с диаметром цилиндра и ходом поршня 84,0 × 84,0 мм (3,31 × 3,31 дюйма).
1996 г. - двигатель Jaguar AJ-V8 объемом 4,0 литра имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 мм.
2000 г. - 4,0-литровый (3996 куб. См; 243,9 куб. Дюймов) дизельный двигатель Mercedes-Benz OM628 V8 представляет собой пример квадратного двигателя - с диаметром цилиндра и ходом поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
Двигатель W16 Volkswagen Group 2005 года , используемый в Bugatti Veyron, также имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
Линейка двигателей Peugeot XU10 с рабочим объемом 1998 кубических сантиметров представляет собой пример идеального квадратного двигателя с диаметром цилиндра и ходом поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
Toyota 2JZ , 1TR и 4U представляют собой квадратные двигатели с диаметром цилиндра и ходом поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
Toyota 2TR-FE представляет собой квадратный двигатель с диаметром цилиндра и ходом поршня 95,0 × 95,0 мм (3,74 × 3,74 дюйма).
Toyota 1G представляет собой квадратный двигатель с диаметром цилиндра и ходом поршня 75,0 × 75,0 мм (2,95 × 2,95 дюйма).
Toyota 3NR-FE и Daihatsu 3NR-VE представляют собой двигатели квадратной формы с диаметром цилиндра и ходом поршня 72,5 × 72,5 мм (2,85 × 2,85 дюйма).
Двигатель Honda J30A имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).
Двигатель Suzuki AX100 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 50,0 × 50,0 мм (1,97 × 1,97 дюйма).
Двигатель Yamaha YBR125 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 54,0 × 54,0 мм (2,13 × 2,13 дюйма).
Двигатель называется прямоугольным или короткоходным, если его цилиндры имеют больший диаметр отверстия, чем длина хода, что дает соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня более 1:1.
Двигатель более квадратной формы позволяет использовать больше клапанов большего размера в головке цилиндра, более высокие возможные обороты за счет снижения максимальной скорости поршня и более низкую нагрузку на кривошип из-за более низкого пикового ускорения поршня при той же (вращательной) скорости двигателя. Поскольку эти характеристики благоприятствуют более высоким оборотам двигателя, двигатели квадратной формы часто настраиваются на развитие максимального крутящего момента на относительно высокой скорости.
Из-за увеличенной площади поверхности поршня и головки потери тепла увеличиваются по мере увеличения соотношения диаметр цилиндра к ходу поршня. Таким образом, чрезмерно высокое передаточное число может привести к снижению теплового КПД по сравнению с двигателями другой геометрии. Большой размер/ширина камеры сгорания при зажигании может вызвать повышенную неоднородность топливовоздушной смеси во время сгорания, что приведет к увеличению выбросов.
Уменьшенная длина хода позволяет использовать более короткий цилиндр, а иногда и более короткий шатун, что обычно делает двигатели квадратной формы менее высокими, но шире, чем двигатели квадратной формы с аналогичным объемом двигателя .
Квадратные двигатели (также известные как «короткоходные двигатели») очень распространены, поскольку они обеспечивают более высокие обороты (и, следовательно, большую мощность) без чрезмерной скорости поршня.
Примеры включают малоблочные двигатели V8 как Chevrolet, так и Ford; GMC 478 V6 имеет соотношение диаметра цилиндра и хода поршня 1,33. Бензиновый двигатель BMW N45 объемом 1,6 л имеет соотношение диаметр цилиндра к ходу поршня 1,167.
Горизонтально-оппозитные, также известные как «боксерские» или «плоские», двигатели обычно имеют квадратную конструкцию, поскольку любое увеличение длины хода приведет к удвоению общей ширины двигателя. Это особенно актуально для Subaru с переднемоторной компоновкой, где угол поворота передних колес ограничен шириной двигателя. Двигатель Subaru EJ181 развивает максимальный крутящий момент уже на скорости 3200 об/мин.
Двигатели Nissan RB, VQ, VK, VH и VR38DETT имеют квадратную форму. Кроме того, двигатель SR16VE , установленный в Nissan Pulsar VZ-R и VZ-R N1, представляет собой двигатель увеличенной площади с диаметром цилиндра 86 миллиметров (3,39 дюйма) и ходом поршня 68,7 миллиметров (2,70 дюйма), что дает ему мощность 175–200 лошадиных сил (130–150 кВт), но относительно небольшой крутящий момент - 119–134 фунт-фут (161–182 Нм; 16,5–18,5 кг·м)
Двигатели чрезвычайно большой площади встречаются в гоночных автомобилях Формулы-1 , где строгие правила ограничивают рабочий объем, что требует достижения мощности за счет высоких оборотов двигателя. Допускается соотношение хода поршня, приближающееся к 2,5:1, [a] обеспечивающее частоту вращения двигателя 18 000 об/мин, сохраняя при этом надежность для нескольких гонок. [5]
Двигатель мотоцикла Ducati Panigale имеет очень большую квадратную форму с соотношением диаметр цилиндра к ходу поршня 1,84:1. Компания Ducati дала ему название «SuperQuadro» , что примерно переводится с итальянского как «суперквадрат». [6]
Бельгийский авиационный двигатель D-Motor LF26 с боковыми клапанами имеет соотношение диаметр цилиндра к ходу поршня 1,4:1. [7]
Ранние двигатели Mercedes-Benz M116 имели диаметр цилиндра 92 миллиметра (3,62 дюйма) и ход поршня 65,6 миллиметра (2,58 дюйма) для 3,5-литрового двигателя V8. [8]
Двигатель считается недостаточно квадратным или длинноходным, если его цилиндры имеют меньший диаметр цилиндра (ширину, диаметр), чем его ход (длина хода поршня), что дает значение передаточного отношения менее 1:1.
При данной частоте вращения двигателя более длинный ход увеличивает трение двигателя и увеличивает нагрузку на коленчатый вал из-за более высокого пикового ускорения поршня. Меньший диаметр отверстия также уменьшает площадь, доступную для клапанов в головке блока цилиндров, поэтому их количество должно быть меньше или меньше.
Двигатели с квадратной формой часто демонстрируют пиковый крутящий момент при более низких оборотах, чем двигатели с квадратной формой, из-за их меньших клапанов и высокой скорости поршня, ограничивающей их возможность развивать более высокие обороты.
В последнее время двигатели под квадратной формы стали более распространенными, поскольку производители стремятся к созданию все более эффективных двигателей и более высокой экономии топлива. [ уточнить ] [9]
Многие рядные двигатели, особенно те, которые установлены поперечно на переднеприводных автомобилях, имеют форму подквадрата. Меньший диаметр цилиндра позволяет использовать более короткий двигатель, что увеличивает пространство для управления передними колесами. Примеры этого включают в себя многие двигатели Volkswagen , Nissan , Honda и Mazda . Двигатель 1KR-FE , используемый, среди прочего, в Toyota Aygo , Citroën C1 и Peugeot 107, является примером современного длинноходного двигателя, широко используемого в автомобилях компоновки FF . Этот двигатель имеет диаметр цилиндра и ход поршня 71 мм × 84 мм (2,8 дюйма × 3,3 дюйма), что дает отношение диаметра цилиндра к ходу поршня 0,845:1. Некоторые заднеприводные автомобили, заимствовавшие двигатели у переднеприводных автомобилей (например, Mazda MX-5 ), имеют квадратную конструкцию.
Знаменитый двигатель BMW S54B32 M54 имел форму нижнего квадрата с диаметром цилиндра и ходом поршня 87 мм × 91 мм (3,4 дюйма × 3,6 дюйма)), предлагая мировой рекорд крутящего момента на литр (114 Нм / л, 1,38 фунт-фут / у.е. дюймов) для безнаддувных двигателей, выпускавшихся в то время; этот рекорд держался до тех пор, пока Ferrari не представила 458 Italia .
Многие британские автомобильные компании использовали конструкции «под квадрат» до 1950-х годов, в основном из-за системы налогообложения автомобилей, которая облагала налогом автомобили по диаметру цилиндра . Сюда входит двигатель BMC A-Series и многие производные от Nissan . В « Троянском автомобиле» использовался двухтактный двухцилиндровый рядный двигатель с разделенным поршнем квадратной формы; Частично это было связано с налоговым преимуществом, а частично потому, что его пропорции позволяли изгибать V-образные шатуны для двух поршней каждого U-образного цилиндра, что было дешевле и проще, чем два шатуна, соединенных дополнительным подшипником.
Их французские и немецкие конкуренты в то время также использовали конструкции с квадратной рамой даже при отсутствии налоговых соображений, например, двигатель Renault Billancourt и рядный шестицилиндровый двигатель Opel .
Двигатель Chrysler Slant-6 объемом 225 куб. Дюймов (3,7 литра ) имеет квадратную форму, диаметр цилиндра и ход поршня 86 мм × 105 мм (3,4 дюйма × 4,1 дюйма) (соотношение диаметр цилиндра / ход поршня = 0,819: 1).
Модульный двигатель Ford 5,4 л имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,1 мм × 105,8 мм (3,55 дюйма × 4,17 дюйма), что соответствует соотношению диаметр цилиндра к ходу поршня 0,852:1. Поскольку ход поршня значительно длиннее диаметра цилиндра, версия этого двигателя SOHC 16V (2 клапана на цилиндр) способна генерировать максимальный крутящий момент в 350 фунт-фут уже при 2501 об/мин.
Двигатели Willys Jeep L134 и F134 были квадратными, с диаметром цилиндра и ходом поршня 79,4 мм × 111,1 мм (3,13 дюйма × 4,37 дюйма) (отношение диаметр цилиндра к ходу = 0,714:1).
В Dodge Power Wagon использовался рядный шестицилиндровый двигатель Chrysler Flathead объемом 230 куб. Дюймов (3,8 л) с диаметром цилиндра и ходом поршня 83 мм × 117 мм (3,3 дюйма × 4,6 дюйма), что давало практически квадратное соотношение диаметра цилиндра и хода поршня 0,709: 1.
4-литровый двигатель Barra Inline 6 от австралийского Ford Falcon имеет диаметр цилиндра и ход поршня 92,21 мм × 99,31 мм (3,63 дюйма × 3,91 дюйма), что соответствует соотношению диаметра цилиндра и хода поршня 0,929:1.
Chevrolet I6 292 также имеет форму нижнего квадрата, с диаметром цилиндра и ходом поршня 98,4 × 104,8 мм (3,875 × 4,125 дюйма) дюйма (соотношение диаметр цилиндра к ходу = 0,939:1).
Двигатель Mitsubishi 4G63T, который в основном используется во многих поколениях Mitsubishi Lancer Evolution, представляет собой двигатель квадратной формы с диаметром цилиндра и ходом поршня 85 мм × 88 мм (3,3 × 3,5 дюйма).
Двигатель Jaguar XK6 , использовавшийся во всех 6-цилиндровых автомобилях Jaguar с 1949 по 1987 год, был недостаточно квадратным. Например, двигатель объемом 4,2 литра имел диаметр цилиндра и ход поршня 92,08 мм × 106 мм (3,63 дюйма × 4,17 дюйма), что обеспечивало соотношение диаметр цилиндра к ходу поршня 0,869:1.
Практически все поршневые двигатели, используемые в военной авиации, были длинноходными. PW R-2800, Wright R-3350, Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major , Rolls-Royce Merlin (1650), Allison V-1710 и Hispano-Suiza 12Y-Z — это лишь некоторые из более чем сотни примеров. .
Все суда с дизельными двигателями имеют массивные подводные морские двигатели, обычно с крейцкопфами . Двухтактный судовой дизельный двигатель Wärtsilä имеет диаметр цилиндра и ход поршня 960 мм × 2500 мм (37,8 дюйма × 98,4 дюйма) (отношение диаметр цилиндра к ходу = 0,384:1) .
Хотя большинство современных мотоциклетных двигателей имеют квадратную или сверхквадратную форму, некоторые из них имеют форму подквадратной формы. Рядный шестицилиндровый двигатель Kawasaki Z1300 был сделан подквадратным, чтобы минимизировать ширину двигателя. Совсем недавно в новом рядном двухцилиндровом двигателе для серии Honda NC700 использовалась подквадратная конструкция для достижения большей эффективности сгорания и снижения расхода топлива. [10] [11]
Журналисты и гонщики называли его королем мотоциклов, и во всем мире он завоевал репутацию суперспортивной модели. Super Four отличался высокими характеристиками и качеством. Этот самый продаваемый мотоцикл завоевал множество наград по всему миру всего за шесть месяцев после своего выпуска.
