Why do car engines become smaller?

Так уж повелось, что каждое новое поколение автомобилей становится чуток больше предыдущего. И это понятно: всем необходимы комфорт и простор в салоне. Но расти нескончаемо машины не могут, поэтому в жертву комфорту нередко приносят размер моторного отсека. Но вот что удивительно: ещё лет пятнадцать назад двигатель объёмом 2,5 литра был обычно в сборке V6, а сейчас он чаще бывает обыкновенной рядной “четвёркой”. То есть, объём мотора остаётся прежним, а его габаритыуменьшаются. Либо даже так: объём растёт, а габаритынет. Как этого достигнули ведущие мировые моторостроители, и почему этот технический прогресс обошёл стороной наши родные ВАЗы?

Огромные изнутри, маленькие снаружи

Достойные внимания метаморфозы объема можно проследить на примере «долгоживущих» семейств движков, имеющих прямых «наследников». for example, «родословная» фольксвагеновского семейства моторов ЕА888 выслеживается от моторов семейства EA827, которые в 1972 году имели объемы от 1,3 литра. Приблизительно к 1996 году моторы этого семейства “выросли” до 2-ух литров.

Тот же блок цилиндров стал базой для семейства EA113. У этих моторов появились 5 клапанов на цилиндр и даже конкретный впрыск, но сохранилось межцилиндровое расстояние в 88 mm. Для моторов EA888 блок цилиндров был серьезно переработан для использования цепного ГРМ, но при этом он сохранил прежние габариты. Более того, термин «даунсайз» относился вначале именно к этому семейству моторов: при анонсе мотора ЕА113 с пятью клапанами на цилиндр и турбонаддувом в первый раз употребили термин, который стал знаковым на последующие два десятилетия. Правда, единственным последователем “даунсайза” Фольксваген оставался недолго.

Объёмы моторов V6 Mitsibishi 6G7 выросли с 2-ух и трёх литров на 6G71/6G72 до 3,5 and 3,8 l. соответственно у моторов серий 6G74/6G75. Правда, сделали это чуток быстреене с 1972 of the year, а с 1986-го.

Why do car engines become smaller?

Митсубиши 6G74

Примерно схожий рост объемов при практически неизменной конструкции блоков цилиндров демонстрируют и именитые V6 от Nissan серии VG и VQ, которые увеличись в объёме от 2-3 в 1984 году до 3,7-4 l. в 2005-2007 годах. Рост рабочего объема при схожем размере блока получился даже больше, чем у Фольксвагена.

Why do car engines become smaller?

Nissan VQ35HR

Подобные изменения произошли со многими другими моторами начала двухтысячных годов. Рост литрового объема на 25% при постоянном размере блокаэто очень много. Так как же получилось добиться таких результатов? Конечно же, благодаря повышению диаметра цилиндра и хода поршня. А вот какой ценойвопрос непростой.

Теоретически надёжно

Прирастить диаметр цилиндра (иными словами«расточить» мотор) — решение далековато не новое. Вот только при серийном выполнении оно потребует как минимум выполнения целого ряда критерий. И список задач перед конструкторами стоит достаточно серьёзный: нужно в обязательном порядке обеспечить равномерное остывание цилиндров, достаточную жесткость блока и надёжность газового стыка с ГБЦ. Ну и лучше предусмотреть возможный ремонт блока, заметно усложнённый уменьшением размера межцилиндровой перемычки.

Why do car engines become smaller?

Статьи / Практика

Происхождение лошадей: как правильно форсировать атмосферный мотор

Два слова о мощности
В таком вопросе нельзя без щепотки теории, потому позвольте пару слов о природе мощности, чтоб смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Тщательно на этом вопросе я останавливался в одном из

21772

7

3
26.01.2017

Вопрос с ремонтными размерами решают тривиально: от них просто отказываются. Ставку при этом делают на современные материалы гильз цилиндров, которые обычно имеют высшую износостойкость или теоретически вообще не изнашиваются. Вправду, алюсиловые и никасиловые блоки могут прослужить до пробегов чуток ли не в миллион километров. Правда, только при отсутствии повреждений поршневой группы. Даже чугунные гильзы имеют возможность быть крайне прочными, и моторы с ними полностью могут пробежать до значительного износа полмиллиона км. Вспоминают о необходимости ремонтных размеров в случае износа цилиндров от абразива вследствие неверной работы поршня. Ещё одна редкая причина необходимости ремонтаизменение геометрии цилиндра при сохранении структуры поверхности. Происходит это из-за высочайшей степени форсирования рабочего процесса, облегчения деталей либо перегрева.

И всё же при высочайшем качестве сборки мотора, отсутствии неисправностей и выраженных конструктивных просчетов ремонтные размеры не очень необходимы. Во всяком случае, так себя успокаивают разработчики, отказываясь от их вовсе или оставляя буквально один малый.

Уменьшение межцилиндровой перемычки до минимума просит отказа от каналов охлаждения между цилиндрами в традиционном виде и увеличения в этой зоне жесткости материала блока. На современном уровне развития технологий моделирования термических и гидродинамических процессов эта проблема полностью решаема. И если раньше старались сверлить каналы меж цилиндрами, то сейчас вопросы охлаждения решают оптимизацией потоков охлаждающей воды, формой поршней и масляным охлаждением поршней. В случае использования дюралевых блоков цилиндров на ситуацию благотворно оказывает влияние и его высокая, в сравнении с чугуном, теплопроводимость.

Ну и, конечно же, приметно увеличились требования к качеству отливки блока и качеству материала гильз, вследствие чего при малой толщине они должны выдерживать значительные термические и механические нагрузки.

Why do car engines become smaller?

Узкая межцилиндровая перемычка приводит к снижению надежности газового стыка и ухудшению геометрии цилиндра в верхней части после обжима прокладки. Но здесь выручают прокладка ГБЦ из металлопакета, а высочайшее усилие на стыке за счет использования прочных болтов и установка на «доворот» с программируемым усилием вытягивания болтов. Все это позволяет обеспечить надежность даже при высочайшей степени форсирования моторов.

В серийном производстве очень допустимые диаметры цилиндров стали использовать в двухтысячные годы. До этого времени такие решения встречались только только на редчайших спортивных моторах.

Длиннеелучше

2-ое слагаемое в деле увеличения рабочего объемаэто повышение хода поршня. И тут тоже есть свои трудности. Хотя бы потому, что поршень должен быть очень компактным, с минимальной компрессионной высотой для сохранения хорошей длины шатуна (так называемого R/S ratio), с малой длиной юбки, чтобы она не задевала за противовесы коленвала в НМТ. Поперечникы поршневого пальца и шатунной шейки коленчатого вала должны быть наименьшими для уменьшения габаритов нижней головки шатуна, обеспечения малой компрессионной высоты поршня и максимального радиуса кривошипа. Вобщем, “длинноходные” моторы давно завоевали право на жизнь, и практически все современные конструкции относятся именно к этому типу.

Для обеспечения наибольшего радиуса кривошипа при тех же габаритах картера и блока очень увеличивают коленвал, а в случае заслуги предельных размеров стараются уменьшить диаметр шатунных шеек. Все это может быть только при повышении качества литья либо при установке кованого коленвала вместо литого.

Why do car engines become smaller?

Также способствуют конструктивные меры — eg, оптимизация формы внутренних каналов коленвала. Пока такие опыты проводят осторожно, и разве что на моторах с очень небольшим картером приходится отказываться от противовесов для оптимизации нагрузок на коленвал.

Why do car engines become smaller?

Статьи / Практика

Длинноходные и короткоходные моторы – в чем разница, и какие лучше?

Средняя скорость, и какой она бывает
Для осознания вопроса придется вспомнить немного о конструкции ДВС и принципах его работы. Вы наверное знаете, что в основе любой конструкции мотора внутреннего сгорания лежит

68645

6

28
15.12.2016

Соотношение длины шатуна к ходу поршня, обозначаемое в английских источниках как R/S, влияет на механический КПД мотора, боковую нагрузку на поршень, на качество заполнения цилиндра и работу ГРМ. Считается, что хорошим со всех точек зрения является соотношение 1,75. При увеличении коэффициента работа поршня становится более действенной, но снижаются мощностные параметры, а наименьший коэффициент ведет к увеличению износа поршня и цилиндра, а также к росту боковой нагрузки на сам шатун.

Для обеспечения наибольшего радиуса кривошипа шатун обычно приходится укорачивать, несколько ухудшая механический КПД мотора. При оптимизации формы поршня, улучшении смазки и свойства поршневой группы приемлемый ресурс всё же можно обеспечить, и современные способы проектирования позволяют минимизировать негативные факторы и сохранить ресурс даже при R/S с соотношением наименее 1,55.

Переход на Т-образные поршни в массовом двигателестроении произошел еще в девяностые годы. Но сделать его ещё меньше и легче пробуют и сегодня. Эти попытки обычно упираются в задачи обеспечения терморежима поршневых колец из-за понижения высоты жарового пояса.

Оптимизация формы и материала шатуна позволяют сделать его меньше, сразу повысив запас его прочности, необходимый при уменьшении R/S.

Why do car engines become smaller?

Вобщем, длинноходному двигателю с низким R/S крепкий шатун тоже не помешает, но здесь обычно можно обойтись настройкой системы управления движком для снижения пиковых нагрузок и роста прочности детали за счет изменения технологии производства.

Ну а возможному повышению рабочего объема моторов способствует и переход на закритические дюралевые сплавы для поршней и блоков цилиндров, снижающий зазоры ЦПГ.

Думаю, сейчас понятно, как современные моторы с рабочим объемом 2,0-2,5 литра «упаковывают» в блоки размером с 1,6-литровый мотор 80-90-хх годов. Но давайте сейчас посмотрим, а может ли получиться что-то схожее из моторов ВАЗ?

А у ВАЗ?

Ответим сходутеоретически, да. Межцилиндровое расстояние у моторов ВАЗ для переднеприводных машин составляет целых 89 mm, что на мм больше, чем у фольксвагеновских ЕА113. Поперечник цилиндра при этом равен 82 mm, а ход поршня — 84 mm. Выходит рабочий объем в 1,8 литра. У Фольксваген, напомню, 82,5 х 92,8 дают рабочий объем в два литра, а у мотора объёмом 1,8 л размерность 81 х 86,4 mm. Правда, шатун на VW 2,0 20v имеет межцентровое расстояние 144 mm, а на вазовском моторе 1,8 л шатуны употребляются уже достаточно короткие — 128 mm. Как нарастить объём до 2-ух литров? Можно поставить коленвал с поперечником кривошипа 94,7 mm, сохранив поперечник цилиндра. Впрочем, блок цилиндров ВАЗ при тюнинге в большинстве случаев имеют возможность расточить до 84 mm, так что можно обойтись коленвалом с поперечником кривошипа 90,2 mm.

Why do car engines become smaller?

Выбор авто

Апельсинки от осинки: тест-драйв Lada Vesta Спорт

Эпитетов о дизайне и цитат из пресс-релиза вы ещё начитаетесь, потому предлагаю опустить этот пункт, констатировав, что шлифовка вначале дерзкого образа от Стива Маттина удалась.
Но спроектировать красивый обвес -

19064

57

9
25.09.2018

На данный момент среди тюнинговых запчастей для моторов ВАЗ можно отыскать коленвалы с диаметром кривошипа до 86 мм с шеей 41,5 мм и 84-миллиметровые поршни, что дает рабочий объем в 1,9 литра. Огромные диаметры коленвала не пользуются спросом, поэтому что «почти серийный» мотор производства ЗАО “Супер-Авто” 21128 1,8 оказался не очень удачным, отметившись огромным расходом масла и малым ресурсом. Провал этого мотора растолковали не низким качеством сборки, а уменьшенной длиной шатуна. Вобщем, пока новый серийный мотор 21179, который даже успели форсировать для Весты Спорт, наглядно показал, что R/S совсем ни при чем, и проблема была, судя по всему, конкретно в неудачном подборе материалов и/либо плохом качестве сборки.

Занес свою лепту и серийный коленчатый вал моторов ВАЗ, который критикуют за недочет прочности. Фольксвагеновский коленвал заметно прочнее, и поперечник его шатунных шеек даже у самых поздних версий составляет 48 мм против 41,5 у ВАЗ. Германский коленвал рассчитан на крутящий момент более 350 nm, но в случае с атмосферным вазовским мотором можно обойтись наименьшим запасом прочности.

Что в итоге?

“Расточить” имеющийся вазовский моторможет быть. Однако это не удастся сделать малой кровью: будет нужно дальнейший рост высоты блока цилиндров, ибо имеющийся блок высотой 197,1 мм для роста рабочего объема маловат. Переделка такого рода принципно возможна, and therefore, возможен и рост мощности вазовских моторов, что в особенности актуально для новых Нивы и Весты.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *