محرك V8: الخصائص ، الصورة ، الرسم البياني ، الجهاز ، الحجم ، الوزن. المركبات ذات المحرك V8

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:53

حاليًا ، هناك عدة خيارات لوحدات الطاقة ، اعتمادًا على التصميم وعدد الأسطوانات. ينتمي محرك V8 إلى المحركات عالية المستوى لسيارات الركوب ، حيث أنه مزود بطرازات رياضية ونخبة. لذلك ، فهي ليست شائعة جدًا ، ولكنها مطلوبة.

التعريف

محرك V8 هو محرك V8 بصفين من أربع أسطوانات وعمود مرفقي مشترك.

المتطلبات الأساسية للإنشاء

في بداية القرن الماضي لم يكن هناك ارتباط مباشر بين حجم المحرك وعدد الاسطوانات. ومع ذلك ، بمرور الوقت ، أدت عوامل مثل زيادة عدد الدورات في الدقيقة والقوة ، بالإضافة إلى محرك لخفض التكاليف ، إلى إدخال الأسطوانة الوسطى. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك شيء مثل قوة اللتر. وهكذا ، ربطوا بين قوة المحرك وعدد الاسطوانات. أي أن لكل أسطوانة حجم معين ، ويتم إزالة قوة معينة من قيمة حجم معينة. علاوة على ذلك ، تم تحسين هذه الخصائص ، أي تجاوزها متىالإنتاج التسلسلي غير مربح. وهكذا ، بدأت النماذج ذات الكتلة الصغيرة في تزويدها بمحركات إزاحة صغيرة بعدد صغير من الأسطوانات ، ومن أجل تحقيق طاقة عالية كان من الضروري إنشاء وحدات طاقة متعددة الأسطوانات بحجم أكبر.

التاريخ

بدأ إنتاج أول محرك V8 في عام 1904. وقد تم تطويره قبل ذلك بعامين بواسطة Léon Levasseur. إلا أنه لم يستخدم للسيارات بل تم تثبيته على الطائرات والقوارب الصغيرة.

أول محرك سيارة 3536cc V83تم إنتاجه بواسطة Rolls-Royce. ومع ذلك ، فقد صنعت فقط 3 سيارات مجهزة بها.

في عام 1910 ، تم تقديم 7773 سم3V8 من قبل الشركة المصنعة De Dion-Bouton. وعلى الرغم من وجود عدد قليل جدًا من السيارات المجهزة بها ، فقد تم تقديمها في عام 1912 في نيويورك ، مما أثار اهتمامًا كبيرًا. بعد ذلك ، تولى المصنعون الأمريكيون إنشاء مثل هذه المحركات.

كانت كاديلاك أول سيارة منتجة بكميات كبيرة نسبيًا بمحرك V8 في عام 1914. كانت عبارة عن محرك ذو صمام منخفض يبلغ 5429 سم3. هناك رأي مفاده أن تصميمه تم نسخه من وحدة الطاقة الفرنسية المذكورة أعلاه. تم إنتاج ما يقرب من 13000 مركبة مجهزة بها في السنة الأولى.

بعد عامين ، قدمت Oldsmobile نسختها من 4L V8.

في عام 1917 ، أطلقت شيفروليه أيضًا محرك V8 سعة 4.7 لتر ، ومع ذلك ، في العام التالي ، أصبحت الشركة المصنعة جزءًا من جنرال موتورز ، والتي كانت الشركتان المذكورتان أعلاه أيضًا قسمين فرعيين. ومع ذلك ، فإن شيفروليه ، على عكسهم ، ركزت على إنتاج اقتصاديالسيارات التي كان من المفترض أن تكون مجهزة بمحركات أبسط فتوقف إنتاج الـ V8

تم تثبيت جميع المحركات التي تمت مناقشتها أعلاه على طرازات باهظة الثمن. لأول مرة ، تم نقلهم إلى قطاع الكتلة من قبل شركة Ford في عام 1932 على طراز 18. علاوة على ذلك ، كان لوحدة الطاقة هذه ابتكارًا تقنيًا هامًا. وقد تم تجهيزها بكتلة أسطوانية من الحديد الزهر ، على الرغم من أن إنتاج مثل هذه الأجزاء كان يعتبر قبل ذلك من قبل البعض مستحيلًا تقنيًا ، لذلك تم فصل الأسطوانات عن علبة المرافق ، مما جعل تصنيعها أكثر صعوبة وتكلفة. لإنشاء جزء من قطعة واحدة ، كان من الضروري تحسين تقنية الصب. تم تسمية وحدة الطاقة الجديدة Flathead. تم إنتاجه حتى عام 1954

في الولايات المتحدة ، انتشرت محركات V8 بشكل خاص في الثلاثينيات. أصبحت شائعة جدًا لدرجة أن جميع فئات سيارات الركاب ، باستثناء الفئة الفرعية ، كانت مجهزة بوحدات الطاقة هذه. وشكلت السيارات ذات المحرك V8 بنهاية السبعينيات 80٪ من إجمالي السيارات المنتجة في الولايات المتحدة. لذلك ، فإن العديد من المصطلحات المرتبطة بهذه المحركات من أصل أمريكي ، ولا يزال V8 مرتبطًا بالسيارات الأمريكية بالنسبة للكثيرين.

في أوروبا ، لم تكتسب هذه المحركات مثل هذه الشعبية. لذلك ، في النصف الأول من القرن الماضي ، تم تجهيز نماذج النخبة المنتجة بالقطعة فقط. فقط في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت أولى المحركات المتسلسلة ذات ثماني أسطوانات أو السيارات بمحرك V8 في الظهور. وبعد ذلك تم تجهيز بعضها بوحدات طاقة امريكية الصنع.

تخطيط

في بداية الماضيالقرن ، كانت هناك تخطيطات محرك غير عادية للغاية في العصر الحديث ، على سبيل المثال ، سبع أسطوانات وثماني أسطوانات في الخط وشكل نجمة.

مع تبسيط تصميم المحركات ، بفضل إدخال المبادئ المذكورة أعلاه ، تم الآن تحديد عدد الأسطوانات للمحركات اعتمادًا على قوتها. وعلاوة على ذلك ، نشأ السؤال حول موقعهم الأمثل.

ظهر خيار التخطيط الأبسط أولاً - ترتيب الأسطوانات في الخط. يتضمن هذا النوع تركيبها في صف واحد تلو الآخر. ومع ذلك ، فإن هذا التصميم مناسب للمحركات التي لا تحتوي على أكثر من ست أسطوانات. في هذه الحالة ، الخيارات الأكثر شيوعًا رباعي الأسطوانات. تعد المحركات ثنائية وثلاث أسطوانات نادرة نسبيًا ، على الرغم من ظهورها في بداية القرن العشرين. المحركات ذات الخمس أسطوانات ليست شائعة جدًا ، إلى جانب أنها تم تطويرها فقط في منتصف السبعينيات. تفقد المحركات المستقيمة ذات الست أسطوانات شعبيتها حاليًا. لم يعد يستخدم التخطيط الخطي للمحركات ذات الثماني أسطوانات في الثلاثينيات.

يرجع استخدام مخطط على شكل حرف V للمحركات التي تحتوي على عدد كبير من الأسطوانات إلى اعتبارات التخطيط. إذا كنت تستخدم تخطيطًا مضمّنًا لوحدات الطاقة متعددة الأسطوانات ، فستتضح أنها طويلة جدًا ، وستكون هناك مشكلة في وضعها تحت الغطاء. الآن الأكثر شيوعًا هو التخطيط المستعرض ، ومن الصعب جدًا وضع وحدة طاقة مضمّنة حتى بست أسطوانات بهذه الطريقة. في هذه الحالة ، تنشأ أكبر المشاكل مع وضع علبة التروس. هذا هو السبب في أن مثل هذه المحركات استسلمتانتشار V6. يمكن وضع الأخير طوليًا وعرضيًا.

التطبيق

المخطط قيد الدراسة غالبًا ما يستخدم في المحركات كبيرة الحجم. يتم تثبيتها بشكل أساسي على الموديلات الرياضية والمتميزة بين السيارات ، وكذلك على سيارات الدفع الرباعي الثقيلة والشاحنات والحافلات والجرارات.

الميزات

V8 تشمل المعلمات الرئيسية الحجم ، الطاقة ، زاوية الحدبة ، الاتزان.

حجم

هذه المعلمة هي واحدة من المعلمات الرئيسية لأي محرك احتراق داخلي. في بداية تاريخ محركات الاحتراق الداخلي ، لم تكن هناك علاقة بين حجم المحرك وعدد الأسطوانات ، وكان متوسط الحجم أعلى بكثير مما هو عليه الآن. لذلك ، محرك ذو اسطوانة واحدة سعة 10 لتر ومحرك سداسي الأسطوانات سعة 23 لترًا معروفين.

ومع ذلك ، تم لاحقًا تقديم لوائح حجم الأسطوانة المذكورة أعلاه والعلاقة بين الحجم والقوة.

كما ذكرنا ، يتم استخدام التخطيط المعني بشكل أساسي لوحدات الطاقة متعددة اللترات. لذلك ، فإن حجم محرك V8 عادة ما لا يقل عن 4 لترات. تصل القيم القصوى لهذه المعلمة للمحركات الحديثة للسيارات وسيارات الدفع الرباعي إلى 8.5 لتر. الشاحنات والجرارات والحافلات مزودة بوحدات طاقة أكبر (تصل إلى 24 لترًا)

القوة

يمكن تحديد هذه الخاصية لمحرك V8 بناءً على قوة اللتر المحددة. لمحرك البنزين في الغلاف الجوي ، هو 100 حصان. وبالتالي ، فإن محرك 4 لتر لديه قوةمتوسط 400 حصان ومن ثم ، فإن خيارات الحجم الأعلى تكون أكثر قوة. في حالة بعض الأنظمة وخاصة الشحن الفائق تزداد السعة اللترية بشكل ملحوظ

زاوية حدبة

هذه المعلمة مناسبة فقط لمحركات V. يُفهم على أنه الزاوية بين صفوف الأسطوانات. بالنسبة لمعظم المحركات ، تبلغ 90 درجة. يعتبر هذا الترتيب من الأسطوانات شائعًا لأنه يحقق مستويات اهتزاز منخفضة واشتعالًا مثاليًا للخليط ويخلق محركًا منخفضًا وعريضًا. هذا الأخير له تأثير إيجابي على المناولة ، لأن وحدة الطاقة هذه تساعد في تقليل مركز الثقل.

المحركات بزاوية 60 درجة أقل شيوعًا إلى حد ما. عدد أقل بكثير من المحركات مع أدنى زاوية ممكنة. هذا يقلل من عرض المحرك ، ومع ذلك ، من الصعب إخماد الاهتزازات في مثل هذه الخيارات.

هناك محركات بزاوية حدبة مخروطية (180 درجة). أي أن أسطواناتها تقع في مستوى أفقي ، وتتحرك المكابس باتجاه بعضها البعض. ومع ذلك ، لا تسمى هذه المحركات على شكل حرف V ، ولكنها تسمى بوكسر ويشار إليها بالحرف B. فهي توفر مركزًا منخفضًا جدًا للجاذبية ، ونتيجة لذلك يتم تثبيت هذه المحركات بشكل أساسي على النماذج الرياضية. ومع ذلك ، فهي واسعة ، لذا فإن محركات الملاكم نادرة بسبب صعوبة وضعها.

اهتزازات

تظهر هذه الظواهر على أي حال أثناء تشغيل محرك مكبس. ومع ذلك ، يسعى المصممون إلى تقليلها قدر الإمكان ، لأنهم ليسوا فقطتؤثر على الراحة ولكن عند المستويات المفرطة يمكن أن تؤدي إلى إتلاف وتدمير المحرك.

أثناء عملها ، تعمل القوى واللحظات متعددة الاتجاهات. لتقليل الاهتزازات ، من الضروري موازنة هذه الاهتزازات. أحد الحلول لهذا هو تصميم المحرك بطريقة تكون فيها اللحظات والقوى متساوية ومعاكسة. من ناحية أخرى ، يكفي تعديل العمود المرفقي فقط. لذلك ، يمكنك تغيير موقع أعناقها وتركيب أثقال موازنة عليها ، أو استخدام أعمدة التوازن ذات الدوران المعاكس.

اتزان

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أنه من بين المحركات الشائعة ، هناك نوعان فقط متوازنان - في الخط وملاكم ، وستة أسطوانات. تختلف محركات التخطيطات الأخرى في هذا المؤشر.

أما بالنسبة لمحركات V8 ، فهي متوازنة تمامًا ، لا سيما المتغيرات المحدبة ذات الزاوية اليمنى ذات السواعد العمودية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إعطاء النعومة بسبب إمكانية ضمان تناوب موحد للومضات. هذه المحركات لها لحظتان غير متوازنتين فقط على خدود الأسطوانات الخارجية ، والتي يمكن تعويضها بالكامل بواسطة ثقل موازنة على العمود المرفقي.

الفوائد

تختلف المحركات على شكل V عن المحركات المستقيمة في زيادة عزم الدوران. يتم تسهيل ذلك من خلال مخطط محرك V8. على عكس المحرك الخطي ، حيث يكون اتجاه القوى عموديًا بشكل مباشر ، في المحرك قيد النظر ، فإنها تعمل على العمود من الجانبين بشكل عرضي.هذا يخلق مزيدًا من الجمود بشكل ملحوظ ، مما يمنح العمود تسارعًا ديناميكيًا.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن العمود المرفقي V8 شديد الصلابة. وهذا يعني أن هذا العنصر أقوى ، وبالتالي فهو أكثر متانة وفعالية عند العمل في ظروف محدودة. كما أنه يوسع نطاق تردد تشغيل المحرك ويسمح له بالدوران بشكل أسرع.

أخيرًا ، المحركات على شكل V أكثر إحكاما من المحركات الخطية. وهي ليست أقصر فقط ، ولكن أيضًا أقل ، كما يتضح من صورة محرك V8.

عيوب

تتميز محركات التخطيط قيد الدراسة بتصميم معقد مما يسبب تكلفة عالية. بالإضافة إلى ذلك ، بطول وطول صغير نسبيًا ، فهي واسعة. كما أن وزن المحرك V8 كبير (من 150 إلى 200 كجم) مما يسبب مشاكل في توزيع الوزن. لذلك ، لم يتم تثبيتها على السيارات الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع هذه المحركات بمستوى كبير من الاهتزاز ومن الصعب موازنة ذلك. أخيرًا ، تشغيلها مكلف. أولاً ، هذا يرجع إلى حقيقة أن محرك V8 معقد للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي على عدد كبير من التفاصيل. لذلك ، فإن إصلاح محرك V8 صعب ومكلف. ثانياً ، تتميز هذه المحركات بإستهلاك وقود عالي.

التنمية الحديثة

في تطوير جميع محركات الاحتراق الداخلي ، كان هناك مؤخرًا اتجاه لزيادة الكفاءة والاقتصاد. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقليل الحجم واستخدام أنظمة مختلفة مثل الحقن المباشر للوقود ، والشحن التوربيني ، وتوقيت الصمام المتغير ، وما إلى ذلك. وقد أدى ذلك إلىحقيقة أن المحركات الكبيرة ، بما في ذلك V8s ، تفقد شعبيتها تدريجياً. يتم الآن استبدال المحركات متعددة اللترات بمحركات توربو أصغر. وقد أثر ذلك بشكل خاص على إصدارات V12 و V10 ، والتي تم استبدالها بمحركات V8 فائقة الشحن ، والأخيرة بـ V6s. أي أن متوسط حجم المحركات آخذ في التناقص ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى زيادة الكفاءة ، والتي تُقاس بقوة اللتر.ومع ذلك ، لا تزال السيارات الرياضية والفاخرة تستخدم وحدات طاقة قوية متعددة اللترات. علاوة على ذلك ، زادت إنتاجيتهم بشكل ملحوظ مقارنة بالماضي بفضل استخدام التقنيات الحديثة.

آفاق

على الرغم من احتمالات استبدال محركات الاحتراق الداخلي بمحركات كهربائية وغيرها من المحركات الصديقة للبيئة ، إلا أنها لم تفقد أهميتها حتى الآن. على وجه الخصوص ، تعتبر الخيارات على شكل V واعدة للغاية. حتى الآن ، طور المصممون طرقًا لإزالة أوجه القصور لديهم. بالإضافة إلى ذلك ، في رأيهم ، لم يتم الكشف عن إمكانات وحدات الطاقة هذه بالكامل ، لذلك يسهل ترقيتها.