Klikové hřídele motoru V8 se zhruba dělí na dva typy, jeden je křížový klikový hřídel a druhý je plochý klikový hřídel. Největší rozdíl je v tom, že úhel mezi každými dvěma klikovými hřídeli je 90 stupňů místo 180 stupňů. Letecký motor V8 s klikovou hřídelí má jednoduchou konstrukci a malou setrvačnost, což přispívá k vysokým otáčkám a odezvy motoru, se super vibracemi...

Existují dva koncepty mechanických vibrací motoru: vibrace prvního řádu a vibrace druhého řádu

Např. tříválcový stroj

V každém okamžiku, kdy se klikový hřídel otáčí, se nejen vždy mění počet pístů nahoru a dolů, ale směry pohybu pístů válce 1 a válce 3 jsou vždy opačné, což způsobuje, že motor nejen vibruje nahoru a dolů, ale také kmitá tam a zpět. Pokud jej chcete použít na sériově vyráběné auto, musíte jej vybavit vyvažovacím hřídelem, jinak jej můžete použít k pohonu elektrické hračky. Jak se říká: tříválec šokoval svět.

Ale obyčejný čtyřválcový stroj

Zdá se, že dva válce se pohybují nahoru, zatímco dva válce se pohybují dolů. Je to dokonalý motor?

Po vyjmutí poloviny čtyřválcového motoru k samostatné analýze není těžké zjistit, že v důsledku geometrického uspořádání klikové ojnice je rychlost pístu směřujícího nahoru vždy vyšší než rychlost pístu směřujícího dolů, což způsobuje aby motor vibroval nahoru a dolů každých 180 stupňů klikového hřídele. .

Řešení? Vyvažovací hřídel, která se otáčí dvakrát rychleji než kliková hřídel. Dá se říci, že poté, co Mitsubishi v 70. letech poprvé aplikovalo dvojitý vyvažovací hřídel u sériově vyráběného 4segmentového motoru, měl tento typ motoru skutečně budoucnost.

Klikový hřídel raného čtyřválcového motoru však neměl ani protizávaží. Kromě problémů s procesem obrábění v té době byly otáčky motoru nižší než u současného dieselového motoru.

A tak v 10. letech chtěli konstruktéři Cadillacu a Fordu vyřešit problém s vibracemi pomocí úhlu 90 stupňů a protizávaží. (Ale teoreticky rovinná osa tento design nepotřebuje)

Boční ventil V8 a na tu dobu jednoduchý plochý klikový hřídel

Výhoda motoru s úhlem 90° spočívá v tom, že vyvažovací závaží na klikovém hřídeli lze použít k vyrovnání vibračního momentu generovaného pohybem pístu v jiné řadě válců. Tento princip je použitelný pro 90stupňový motor typu V s několika páry válců.

Například, když se horní válec pohybuje nahoru, protizávaží se pohybuje dolů. Při otáčení proti směru hodinových ručiček rychlost protizávaží po otočení na 6. hodině ukazuje vpravo dole, ale píst pohybující se zprava doleva tomuto okamžiku působí proti.

Jenže ve 20. letech 20. století se otáčky motoru zvýšily a problém sekundárních vibrací byl stále zjevnější, takže většina sériově vyráběných motorů V8 začala být vybavena křížovým klikovým hřídelem.

Největší rozdíl mezi křížovým klikovým hřídelem (nahoře) a rovinným klikovým hřídelem (dole) je v tom, že úhel mezi každým dvěma klikovými hřídeli je 90 stupňů místo 180 stupňů. Rovinný klikový hřídel V8 bude mít stejný problém se sekundárními vibracemi jako řadový čtyřválec a 90stupňový interval mezi dvěma řadami válců také způsobí superponování 180stupňových vibrací. Křížový klikový hřídel je způsoben tím, že rozdíl mezi dvěma sadami klikových hřídelí oddělených o 180 stupňů je 90 stupňů místo 180 stupňů. Frekvence sekundárních vibrací je pouze polovina rovinné klikové hřídele a amplituda je značně snížena.

Pamatujete si výhody 90stupňového motoru? Problém je vyřešen po přidání protizávaží

Ale tady nastává problém. Protože každá řada válců má dva písty dosahující horní úvratě v 90stupňových intervalech, bez ohledu na to, jak je uspořádána sekvence zapalování, bude mít každá řada válců dvě zapalování v 90stupňových intervalech, což má za následek vážné rušení výfuku (tj. obecné motory V8 jsou podobné jako příčina hluku výfuku ze zemědělských strojů).

Proto, aby se zvýšila vyplachovací kapacita při nízkých rychlostech, obecný civilní V8 navrhne vyvažovací potrubí typu H nebo X uprostřed výfuku a použije tlakový rozdíl mezi dvěma výfuky ke snížení vlivu rušení výfuku.

Některé V8 zaměřené na výkon používají zamotanější design. Například výfukové potrubí Fordu GT spojuje sousední zapalovací válec s výfukovým potrubím na druhé straně. A co víc (zběsilé BMW) neváhá odsát výfuk. Měřeno do V pro použití složitějších výfukových potrubí

Křížový klikový hřídel tedy není dobrá věc pro vysoce výkonné motory. Vibrace jsou sice malé, ale těžká protizávaží způsobuje příliš velkou vnitřní setrvačnost motoru, což neprospívá citlivé odezvě motoru a realizaci vysokých otáček, o snížení hmotnosti nemluvě. Kromě toho je rušení výfuku také velkým tabu výkonných motorů. Evropský vysoce výkonný motor V8 tedy stále trvá na použití plochého klikového hřídele.

Rovinná kliková hřídel V8 v podstatě svařuje dvě přímé čtyřky dohromady. Vzhledem k tomu, že písty běžící nahoru a dolů jsou vždy v párech, nevznikne žádný problém s primárními vibracemi, ale dvojité sekundární vibrace musí vyžadovat těžší vyvažovací hřídel. Vypořádat se s. Přidání vyvažovacího hřídele zvyšuje hmotnost a moment setrvačnosti, takže tyto výkonné motory používají písty s krátkým zdvihem a pevnější struktury k léčbě příznaků, nikoli hlavní příčiny, aby se tyto vibrace minimalizovaly.

Sekvence zapalování rovinné klikové hřídele V8 je velmi jednoduchá a není problém, že křížová kliková hřídel V8 a výfukové válce jsou zapalovány postupně. Válce, které fungují, jsou vždy levá-pravá-levá-pravá-levá-pravá-levá-pravá..., místo levá-pravá-levá-levá-pravá-levá-pravá-pravá jako křížová osa, takže tam není řada Pro problémy s rušením vzduchu můžete použít konvenční stejně dlouhé výfukové potrubí ke zvýšení výkonu při vysokých otáčkách.

Křížová hřídel

Výhody: nízké vibrace a hladký chod

Nevýhody: velká hmotnost, velká setrvačnost, rušení výfuku

Rovinná osa

Výhody: jednoduchá konstrukce, nízká setrvačnost, dobré pro vysoké otáčky a odezvu motoru

Nevýhody: velké vibrace