Двигатель V4 — это четырехцилиндровый поршневой двигатель , в котором цилиндры имеют общий коленчатый вал и расположены в форме буквы V.
Двигатель V4 менее распространен по сравнению с рядными четырехцилиндровыми двигателями . Тем не менее, двигатели V4 использовались в автомобилях, мотоциклах и других приложениях.
Некоторые двигатели V4 имеют две шатунные шейки , которые используются противостоящими цилиндрами. Коленчатый вал обычно поддерживается тремя основными подшипниками в двигателях этого типа. Однако такое расположение приводит к неравномерному срабатыванию двигателя. Раздельные шатунные шейки предпочтительны для равномерных интервалов срабатывания.
По сравнению с более распространенной компоновкой рядного четырехцилиндрового двигателя, двигатель V4 намного короче. Хотя могут использоваться различные углы V, если два поршня находятся под углом V 90° с общими шатунными шейками, двигатель также достигает идеального первичного баланса и предлагает дополнительное преимущество лучшего вторичного баланса , который снижает вибрацию. [1] Более короткий коленчатый вал двигателя V4 менее восприимчив к воздействию крутильных колебаний из-за его повышенной жесткости, а также из-за меньшего количества опор испытывает меньшие потери на трение. [ необходима цитата ]
Недостатки двигателей V4 включают в себя его конструкцию, которая изначально шире по сравнению с рядными 4-цилиндровыми двигателями, а также необходимость в двух выпускных коллекторах, двух головках цилиндров и двух клапанных механизмах (таким образом, для двигателей с верхним распредвалом требуются два комплекта распределительных валов) вместо одной головки цилиндров, одного коллектора, одного клапанного механизма и одного комплекта распределительных валов для рядного 4-цилиндрового двигателя. [2] Наличие двух отдельных блоков компонентов увеличивает стоимость и сложность по сравнению с рядными 4-цилиндровыми двигателями.
Поскольку двигатели V4 шире рядных четырехцилиндровых двигателей, включение вспомогательных приводов, впускных систем и выпускных систем при сохранении общего компактного размера может быть более сложным, как и в других двигателях V-типа. Чтобы уменьшить ширину, можно использовать более узкий угол V, например 60 градусов. Хотя двигатель V4 60° компактнее двигателя V4 90°, конструкция 60° не имеет идеального первичного баланса (если кривошипные шейки не разделены) и, следовательно, часто требует уравновешивающего вала для снижения вибраций, аналогично двигателям V6 . Кроме того, любой (четырехтактный) двигатель V4 с общими кривошипными шейками будет работать неравномерно , что приведет к большей вибрации и потенциально потребует более тяжелого маховика. Использование разделенных кривошипных шейков в 60° V4, как это используется в двигателях Ford Essex V4 и Ford Taunus V4 , обеспечивает равномерный порядок работы.
.jpg/1280px-1974_Saab_Sonett_III_engine_(Lime_Rock).jpg)
Самое раннее автомобильное использование двигателей V4 было в гонках Гран-при (позже названных «Формулой-1»). Одним из первых двигателей V4 был автомобиль Mors с задним расположением двигателя 1898 года, построенный во Франции. [3] [4] В то время отсутствие вибрации от двигателя V4 было ключевым аргументом в пользу продажи. [5] Однако к 1901 году двигатель V4 автомобиля был заменен обычным рядным четырехцилиндровым двигателем.
В Гран-при Франции 1907 года автомобиль, в котором участвовал Дж. Уолтер Кристи, использовал двигатель V4 объемом 19 891 куб. см (1214 куб. дюймов), самый большой двигатель, когда-либо использовавшийся в гонках Гран-при. [6] Двигатель был установлен поперечно спереди, и автомобиль имел передний привод. Автомобиль сошел с Гран-при Франции всего через четыре круга, однако позже он установил рекорд скорости в 164 км/ч (102 мили/ч). [7]
Первым двигателем V4, использовавшимся в серийных автомобилях, был двигатель Lancia V4 , впервые использованный в Lancia Lambda 1922 года . [8] Двигатель Lancia имел узкоугольную конструкцию с углом между рядами в 20 градусов и одной головкой цилиндров с одним верхним распредвалом, общим для обоих рядов. Он также использовал алюминий как для блока, так и для головки (что было необычно для того времени). [9] Lancia выпускала двигатели V4 до 1976 года, когда их заменили четырехцилиндровые оппозитные двигатели.
ЗАЗ «Запорожец» 1960–1994 годов — советский городской автомобиль, в котором использовался двигатель V4 с задним расположением цилиндров. [9] Этот двигатель был основан на конструкции, используемой в военном автомобиле-амфибии ЛуАЗ-967 . Он имел воздушное охлаждение с магниевым блоком и выпускался в объёмах от 0,7 до 1,2 л (43–73 куб. дюйма). [10]
AMC Air-cooled 108 — двигатель объёмом 108 куб. дюймов (1,8 л), выпускавшийся с 1960 по 1963 год для использования в лёгкой военной машине M422 Mighty Mite . [11] [12] Двигатель M422 был разработан компанией American Motors Corporation (AMC) в США и специально предназначен для транспортировки на вертолёте. [13] [14]
Начиная с 1960-х годов европейские подразделения Ford производили два не связанных между собой двигателя V4. [9] Первым был двигатель Ford Taunus V4 , выпускавшийся в Германии с 1962 по 1981 год. Taunus был 60-градусным двигателем V4 с водяным охлаждением и верхним расположением клапанов. Первоначально разработанный для использования в автомобилях с передним расположением двигателя, он использовался в различных моделях Ford, а также в переднеприводных моделях Saab 95 , Saab 96 и Saab Sonett . Он также использовался в спортивном автомобиле Matra 530 со средним расположением двигателя. [15] [16] [17] Вторым двигателем Ford V4 был двигатель Ford Essex V4 , выпускавшийся в Великобритании с 1965 по 1977 год и использовавшийся в нескольких моделях Ford Corsair, Capri, Consul, Zephyr и Transit. [18] Хотя двигатель Essex был разработан отдельно от двигателя Taunus, он также представлял собой 60-градусный V4 с водяным охлаждением, верхним расположением клапанов и был предназначен для использования в автомобилях/фургонах с передним расположением двигателя.
Гоночный автомобиль Porsche 919 Hybrid LMP1, использовавшийся в сезонах 2014–2017 гг., имел 2,0-литровый (122 куб. дюйма) 90-градусный турбированный двигатель V4, расположенный посередине. [19]
Одним из первых мотоциклов с двигателем V4 был Matchless Silver Hawk, выпущенный в 1931–1935 годах в Великобритании. [20] Silver Hawk использовал двигатель V4 с узким углом развала цилиндров 16 градусов, одноцилиндровой головкой, приводом клапана толкателем и воздушным охлаждением.
Puch P800 1936–1938 годов выпускался в Австрии как для гражданского, так и для военного использования. [21] В P800 использовался двигатель V4 с очень широким углом развала цилиндров 170 градусов (поэтому внешне он был близок к двигателю с четырьмя оппозитными цилиндрами) с двумя головками цилиндров и воздушным охлаждением. [22]
Двигатели V4 использовались в середине-конце 1980-х годов, особенно в мотоциклах Honda с поперечным расположением двигателя, которые имели 90-градусный двигатель V4 с водяным охлаждением. [23]
Большинство производителей MotoGP с 2020 года выбрали конфигурацию V4 для своих мотоциклов. К ним относятся:
Причины этого в том, что по сравнению с традиционным порядком работы рядных четырехцилиндровых двигателей двигатели V4
Другое применение двигателя V4 — в подвесных моторах для лодок. Конфигурация V4 популярна для подвесных морских применений из-за короткой длины двигателя.
В 1958 году и Джонсон, и Эвинруд представили подвесные моторы V4 объемом 70,7 куб. дюймов (1159 куб. см) мощностью 50 л. с. (37 кВт) и весом 200 фунтов (91 кг). [24] К 1972 году тот же базовый блок V4 выдавал в два раза больше лошадиных сил в стандартной комплектации благодаря опыту, полученному производителями в гонках. [25] В 1988 году Yamaha представила на рынке США двухтактный двигатель V4 мощностью 130 л. с. (97 кВт) с так называемым впрыском масла «precision blend». [26] Большинство подвесных моторов обычно представляют собой двухтактные двигатели с карбюратором.
В 1935 году компания Wisconsin Motor Manufacturing Company начала производить бензиновые двигатели V4 для промышленных, сельскохозяйственных и стационарных применений, [27] при этом несколько производителей сельскохозяйственного оборудования использовали двигатели Wisconsin V4. [28] В 1950 году самым большим двигателем Wisconsin V4 был VR4D с рабочим объемом 255 куб. дюймов (4,2 л) и выходной мощностью 56,5 л. с. (42 кВт) при 3000 об/мин и максимальным крутящим моментом 162 фунт-фут (220 Н·м) при 1250 об/мин. [29] Компания производила двигатели V4 до 2019 года. [30]
В середине 1940-х годов Turner Manufacturing в Великобритании выпустила дизельный двигатель V4 с водяным охлаждением для промышленного и морского применения. Этот двигатель использовался в тракторе Turner Yeoman of England 1949–1957 годов . [31]
Компания Mitsubishi Heavy Industries построила 4ZF — дизельный двигатель V4 с воздушным охлаждением, используемый в бронетранспортере Type 73 и связанных с ним японских военных машинах с 1973 года. [32] [33]
Медиафайлы по теме «Двигатели V4» на Wikimedia Commons