Двигатель V-twin , также называемый двигателем V2 , представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель , цилиндры которого расположены в V-образной конфигурации и имеют общий коленчатый вал.
V-образный твин широко ассоциируется с мотоциклами , установленными в основном продольно, но также и поперечно. Они также используются во множестве других наземных, воздушных и морских транспортных средств, а также в промышленности. Дизайн V-twin появился в конце 1880-х годов.
Один из первых V-образных двухцилиндровых 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 Даймлера. [1] Двигатель также производился по лицензии во Франции компанией Panhard et Levassor . [2]
Первый мотоцикл с V-образным двухцилиндровым двигателем был произведен в ноябре 1902 года компанией Princeps AutoCar в Великобритании. [3] В следующем году мотоциклы с V-образным твином были произведены компаниями Eclipse Motor & Cycle Co в Великобритании (модель XL-ALL ), [4] Glenn Curtiss в США и NSU Motorenwerke в Германии. [5]
Компания Peugeot , которая использовала V-образные двухцилиндровые двигатели Daimler производства Panhard в своих первых автомобилях, [2] [6] начала производить свои собственные V-образные двухцилиндровые двигатели в начале 20-го века. Этот двигатель Peugeot использовался на мотоцикле Norton , который выиграл первую гонку TT на острове Мэн в 1907 году.
.jpg/1280px-Forked_connecting_rods_(Autocar_Handbook,_13th_ed,_1935).jpg)
Большинство двигателей V-twin имеют одну шатунную шейку , которая является общей для обоих шатунов . Шатуны могут располагаться рядом со смещенными цилиндрами или иметь вилочные и лопастные шатуны , что позволяет избежать скручивающих сил, вызванных наличием смещенных цилиндров.
Некоторые заметные исключения включают смещение шатунной шейки на 180°, используемое в Moto Guzzi 500cc 1935 года, [7] конфигурацию с двумя шатунами, используемую в Honda Shadow 750 1983 года, [8] и смещение шатунной шейки на 75° (смещение 45° в модели США), используемый Suzuki VX 800 1987 года выпуска . [9]
Хотя для V-образного двигателя теоретически возможен любой «угол V» (угол между двумя рядами цилиндров) от 0 до 180 градусов, на практике углы меньше 40 градусов используются редко. Наиболее распространенный угол V для V-образного двигателя составляет 90 градусов, что позволяет достичь идеального первичного баланса (если используется правильный противовес ), как у большинства Ducati , большинства Moto Guzzi , Honda RC51 , Suzuki TL1000S и TL1000R . [10] [11] Однако такое расположение приводит к неравномерному порядку зажигания : второй цилиндр срабатывает на 270 градусов после первого, затем с интервалом в 450 градусов, пока первый цилиндр не сработает снова. Двигатели с развалом 90 градусов иногда называют L-твинами (например, буквой «L» в TL1000R или TL1000S ), а не V-твинами.
Чередование более длинных и коротких промежутков между выстрелами создает характерный переменный шум V-образного двигателя «пхутпхут пхутпхут пхутпхут».
Когда используется угол V менее 90 градусов, идеальный первичный баланс может быть достигнут только при использовании смещенных шатунов . В противном случае для снижения вибрации обычно требуются балансировочные валы . [10] К транспортным средствам, в которых используются двигатели с углом наклона V менее 90 градусов, относятся:
К автомобилям, в которых используются двигатели с углом наклона V более 90 градусов, относятся Moto Guzzi 500cc 1934 года (120 градусов) [12] и Zündapp KS 750 1940–1948 годов (170 градусов). [13]
Что касается других автомобилей, термины «продольный двигатель » и «поперечный двигатель» чаще всего используются для обозначения ориентации коленчатого вала относительно рамы. [14] [ собственный источник? ] [15] Однако некоторые компании используют противоположную терминологию, заявляя, что в «поперечном» V-образном двухцилиндровом двигателе цилиндры установлены с каждой стороны мотоцикла (следовательно, коленчатый вал расположен на одной линии с рамой) и что «продольный» двигатель «Двигатель V-twin имеет цилиндры спереди и сзади. [16] Последнюю терминологию использует итальянский производитель Moto Guzzi. [17]
Чтобы избежать такой двусмысленности, некоторые люди используют описания «двигателя с поперечным коленчатым валом», «двигателя с продольным коленчатым валом» [14] [18] или «цилиндров с поперечным расположением». [19]
Наиболее распространенным вариантом является установка двигателя с расположением коленчатого вала поперечно раме. Преимущество такого крепления в том, что ширина мотоцикла может быть меньше, чем у продольно установленного V-образного твина. [20] Недостатком этой конфигурации для двигателей с воздушным охлаждением является то, что два цилиндра получают разные потоки воздуха, а охлаждение заднего цилиндра имеет тенденцию быть ограниченным [21] (хотя неравномерное охлаждение не так выражено, как при параллельном охлаждении). сдвоенный двигатель, в котором внутренние поверхности цилиндров не подвергаются воздействию воздушного потока). Некоторые поперечные V-образные близнецы используют один карбюратор в середине угла V для питания обоих цилиндров. Хотя это позволяет избежать необходимости в двух карбюраторах, это создает дополнительные проблемы с охлаждением заднего цилиндра, поскольку его горячее выпускное отверстие и труба расположены в задней части цилиндра, где он может подвергаться меньшему потоку охлаждающего воздуха.
Поперечные V-образные двухцилиндровые двигатели использовались Harley-Davidson , Ducati и многими современными японскими мотоциклами, такими как Suzuki SV650 . Некоторые двигатели Ducati V-twin продавались как двигатели «L-twin», поскольку передний цилиндр расположен вертикально, а задний цилиндр расположен горизонтально, образуя, таким образом, L-образную форму.
Менее распространённым вариантом является установка двигателя продольно. Преимущество такого расположения 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). [22] Кроме того, трансмиссию, расположенную за двигателем, легче разместить в типичной раме мотоцикла, а для мотоциклов с валовым приводом коническая шестерня 90 ° не требуется в начале карданного вала.
Как и у всех продольных двигателей, недостатком является то, что реакция крутящего момента будет поворачивать 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 в направлении, противоположном направлению коленчатого вала. [23] [24]
Продольные двигатели V-twin использовались в серии Honda CX и нескольких мотоциклах Moto Guzzi .
Большинство автомобилей оснащены двигателями с тремя и более цилиндрами, однако несколько небольших автомобилей были произведены с V-образными двухцилиндровыми двигателями, особенно в период с 1912 по 1920 год, когда велокары производились многими компаниями (из-за благоприятной налоговой позиции). Почти все они использовали собственные двигатели, либо адаптируя более крупные мотоциклетные двигатели, используемые для работы с колясками (большие одиночные или V-образные двухцилиндровые двигатели), либо используя двигатели, специально созданные для веломобилей, например двигатели JA Prestwich Industries (двигатели JAP) или FE. ООО «Бейкер» (двигатели Precision).
В 1912 году Humber выпустил легкий автомобиль под названием Humberette с V-образным двухклапанным двигателем объемом 998 куб.см. Двигатель имел непосредственно присоединенное сцепление, трехступенчатую коробку передач и вывод карданного вала на задний дифференциал. Версия этого двигателя с водяным охлаждением была доступна в 1914 году, но Первая мировая война прекратила производство Humberette в 1915 году .
С 1911 по 1939 год различные модели трехколесных велосипедов Morgan 3-wheelers были оснащены V-образными двигателями. Затем производство трехколесных моделей возобновилось с выпуском модели Morgan 3-Wheeler, выпускаемой с 2012 года по настоящее время . Также в Великобритании компания Birmingham Small Arms Company (BSA) произвела несколько автомобилей с мотоциклетными двигателями V-twin. Они производились с 1921 по 1926 год (четырехколесные модели) и 1929–1936 годы (трехколесные и четырехколесные модели). [26]
Несколько производителей выпустили модели, вдохновленные оригинальным трехколесным автомобилем Morgan, например, Triking Cyclecar с 1978 года по настоящее время (с двигателем Moto Guzzi), [27] Ace Cycle Car с 2006 года по настоящее время (с двигателем Harley-Davidson) [27] . 28] и комплектный автомобиль JZR Trikes 1990 года выпуска (с двигателями нескольких производителей). [29]
Первый автомобиль Mazda, кей -кар Mazda R360 с задним расположением двигателя 1960–1966 годов , был оснащен 356-кубовым (21,7 куб. Дюймов) двигателем Mazda V-twin . [30] [31] В легком коммерческом автомобиле Mazda B360 с передним расположением двигателя 1961–1962 годов использовалась версия этого двигателя объемом 577 куб. См (35,2 куб. Дюймов).
Различные V-образные двигатели производятся для промышленного использования, например, для моек высокого давления, газонных и садовых тракторов, мотокультиваторов, генераторов и водяных насосов. Двигатели обычно имеют воздушное охлаждение с углом наклона V 90°. В зависимости от применения коленчатый вал двигателя может иметь горизонтальное или вертикальное расположение.
Производители коммерческих двигателей V-twin включают Briggs & Stratton с сериями V-twin Vanguard, Professional и Intek, [32] Honda с двигателями серии V-twin, [33] Kawasaki с сериями FD, FH, FR, FS и Серия FX, [34] Subaru с серией EH, [35] Tecumseh с двигателями OV691EA и TVT691, [36] и Kohler . [37]
Но двигатель, теперь расположенный ниже, перед задней осью, превратился в узкий V-образный твин с расположением цилиндров под углом 20° и мощностью примерно 1,6 л.с. при 700 об/мин.
К 1934 году Guzzi предлагал модельный ряд из моделей объемом 175, 250 и 500 куб.см, включая полноценные туристические модели.
В следующем году они снова подняли ставку, бросив вызов всепобеждающему Нортону на легендарной трассе TT на острове Мэн, по сути, трассе, которой британский гонщик владел в полной мере благодаря феноменальному гонщику, шотландцу Джиму Гатри.
Мото Гуцци отправился за навыками езды к британцу, некоему Стэнли Вудсу.
Они подарили ему новый гоночный двигатель со 120-градусным V-образным двухцилиндровым двигателем со смещенными кривошипами, работающими на 180 градусов, с коническими шестернями и валами, приводящими в движение SOHC, достаточно хорошим для мощности 44 л.с. при 7500 об / мин и 182 милях в час, наравне с Norton.
У него был, так сказать, козырный козырь в том, что он имел заднюю подвеску с поворотной вилкой, а передняя часть была пружинной, конструкция, которая никогда не выигрывала Senior TT из-за недостатков в управляемости, по крайней мере, так считалось.
Гуцци также внес некоторые изменения в этот отдел.
Он также был оснащен массивным передним тормозом с двумя ведущими колодками, 4-ступенчатой коробкой передач и легкосплавными дисками - еще одним нововведением, направленным на снижение неподрессоренной массы.
Когда пыль улеглась и расчеты определились, венок победы достался Вудсу и Мото Гуцци, оставив Нортона, как говорится, ошеломленным.
Мало того, Guzzi побил рекорд круга на треке.
На следующий день Moto Guzzi прославился на весь мир.
На каком-то этапе разработки мотоцикла компания изменила смещение шатуна с 45 до 75 градусов в надежде создать более плавный двигатель.
Но как только производство началось, американские инженеры Suzuki решили, что новое смещение привело к снижению мощности в среднем диапазоне, а также к слишком чистому звуку выхлопа, который не очень походил на V-Twin.
Престо, теперь модели для США поставляются со смещением шатунов на 45 градусов, в то время как для остального мира шатуны расположены в шахматном порядке на 75 градусов.
Zundapp (так в оригинале) был оснащен 170-градусным V-образным двухцилиндровым двигателем с воздушным охлаждением, который был очень похож по конструкции на оппозитные близнецы BMW.
Поперечно установленный [цилиндр] V-образный двухцилиндровый двигатель, который на протяжении многих лет успешно используется компанией Moto Guzzi, легко вставляется в раму и обеспечивает превосходное охлаждение, поскольку обе головки выставлены навстречу ветру. Он также обеспечивает идеальную настройку для использования приводного вала.[ постоянная мертвая ссылка ]
Двигатели Ducati, расположенные продольно (они расположены вдоль рамы), наиболее явно демонстрируют конфигурацию «L», но двигатели Moto Guzzi, расположенные поперечно (расположены крест-накрест в раме), также расположены под углом 90 градусов.
Не менее важно то, что V7 мгновенно стал законодателем технологических тенденций благодаря своей инновационной поперечной, воздушной конструкции. охлаждаемый V-образный двигатель с карданной передачей.
могли бы написать книгу о поперечном V-Twin Moto Guzzi.
Ducati 750 Sport с пристегивающимся рулем и гоночной комплектацией предназначен для тех, кто хочет совершать поездки в растянутом состоянии лежа! Двигатель — продольный V-образный двухцилиндровый двигатель. ..Уникальный 90-градусный продольный двигатель обеспечивает огромный крутящий момент на низких и средних оборотах...Moto Guzzi 850T...850-кубовый V-образный двигатель с поперечным расположением 90°...
согласно моему источнику в Moto Guzzi Technical. Сервисы: «Двигатель Guzzi на самом деле представляет собой 90-градусный L-твин, потому что цилиндры ориентированы под углом 90 градусов, а не типичный V-образный твин, который имеет меньший угол (60 градусов, 77 градусов и т. д.) ". Он называется "поперечным", потому что двигатель установлен так, что коленчатый вал ориентирован спереди назад, а не слева направо. Из-за этого вы не можете использовать цепную или ременную передачу непосредственно на заднее колесо, как в большинстве мотоциклов. Вот почему вы имеют отдельную коробку передач, которая прикручивается к двигателю и передает мощность на заднее колесо через приводной вал.Так это сделано на Moto Guzzi и BMW.
... у боксера было три уникальные инновации, которые оставались в разработке на протяжении многих лет: Конструкция двигателя включала поперечно расположенные цилиндры, которые охлаждались под действием проходящего воздуха.
В некоторых конструктивных схемах поперечная ширина такая же, как у одноцилиндрового двигателя, что позволяет получить очень узкие рамы и кузов с небольшими лобовыми площадями.
В частности, крупноцилиндровый V-образный двухцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением может сильно нагреваться, особенно задний цилиндр, который не подвергается такому большому количеству охлаждающего воздуха, как передний.
Хотя Valkyrie также имеет продольный коленчатый вал, эта реакция крутящего момента была устранена за счет того, что некоторые компоненты, такие как генератор переменного тока, вращаются в противоположном направлении двигателя.
Благодаря тому, что остальные внутренние детали двигателя вращаются в направлении, противоположном коленчатому валу, их силы нивелируются без необходимости прибегать к весу, сложности и трению, связанным с двумя коленчатыми валами.
