Οι στροφαλοφόροι άξονες κινητήρα V8 χωρίζονται χονδρικά σε δύο τύπους, ο ένας είναι διασταυρωμένος στροφαλοφόρος άξονας και ο άλλος επίπεδος στροφαλοφόρος άξονας. Η μεγαλύτερη διαφορά είναι ότι η γωνία ανάμεσα σε κάθε δύο στροφαλοφόρους άξονες είναι 90 μοίρες αντί για 180 μοίρες. Ο V8 κινητήρας αεροπλάνου στροφαλοφόρου έχει απλή δομή και μικρή αδράνεια, η οποία ευνοεί τις υψηλές στροφές και την απόκριση του κινητήρα, με σούπερ δόνηση...

Υπάρχουν δύο έννοιες μηχανικής δόνησης κινητήρα: δόνηση πρώτης τάξης και δόνηση δεύτερης τάξης

Π.χ. τρικύλινδρο μηχάνημα

Οποιαδήποτε στιγμή περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας, όχι μόνο διαφέρει πάντα ο αριθμός των εμβόλων πάνω και κάτω, αλλά και οι κατευθύνσεις κίνησης των εμβόλων του κυλίνδρου 1 και του κυλίνδρου 3 είναι πάντα αντίθετες, προκαλώντας τον κινητήρα όχι μόνο να δονείται πάνω-κάτω, αλλά επίσης ταλαντώνεται μπρος-πίσω. Εάν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε σε αυτοκίνητο μαζικής παραγωγής, πρέπει να το εξοπλίσετε με άξονα ισορροπίας, διαφορετικά μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να οδηγείτε ένα ηλεκτρικό παιχνίδι. Όπως λέει και η παροιμία: ο τρικύλινδρος συγκλόνισε τον κόσμο.

Αλλά το κοινό τετρακύλινδρο μηχάνημα

Φαίνεται ότι δύο κύλινδροι κινούνται προς τα πάνω ενώ δύο κύλινδροι προς τα κάτω. Είναι αυτός ο τέλειος κινητήρας;

Βγάζοντας το ήμισυ του τετρακύλινδρου κινητήρα για ανάλυση ξεχωριστά, δεν είναι δύσκολο να διαπιστώσουμε ότι λόγω της γεωμετρικής διαμόρφωσης της μπιέλας του στροφάλου, η ταχύτητα του εμβόλου προς τα πάνω είναι πάντα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του εμβόλου προς τα κάτω, προκαλώντας κινητήρα να δονείται πάνω-κάτω κάθε 180 μοίρες του στροφαλοφόρου άξονα. .

Διάλυμα; Ένας άξονας ισορροπίας που περιστρέφεται δύο φορές πιο γρήγορα από τον στροφαλοφόρο άξονα. Μπορούμε να πούμε ότι αφότου η Mitsubishi εφάρμοσε για πρώτη φορά τον άξονα διπλής ισορροπίας στον κινητήρα 4 τμημάτων μαζικής παραγωγής τη δεκαετία του 1970, αυτός ο τύπος κινητήρα είχε πραγματικά μέλλον.

Ωστόσο, ο πρώιμος τετρακύλινδρος στροφαλοφόρος άξονας του κινητήρα δεν είχε καν αντίβαρο. Εκτός από τα προβλήματα της διαδικασίας κατεργασίας εκείνη την εποχή, οι στροφές του κινητήρα ήταν χαμηλότερες από αυτές του τρέχοντος κινητήρα ντίζελ.

Έτσι, στη δεκαετία του 1910, οι σχεδιαστές της Cadillac και της Ford ήθελαν να λύσουν το πρόβλημα των κραδασμών μέσω γωνίας 90 μοιρών και αντίβαρου. (Αλλά θεωρητικά, ο άξονας του επιπέδου δεν χρειάζεται αυτό το σχέδιο)

Η πλαϊνή βαλβίδα V8 και ο απλός επίπεδος στρόφαλος εκείνη τη στιγμή

Το πλεονέκτημα του κινητήρα με γωνία 90° είναι ότι το βάρος ισορροπίας στον στροφαλοφόρο άξονα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντισταθμίσει τη ροπή κραδασμών που δημιουργείται από την κίνηση του εμβόλου σε μια άλλη σειρά κυλίνδρων. Αυτή η αρχή ισχύει για έναν κινητήρα τύπου V 90 μοιρών με πολλά ζεύγη κυλίνδρων.

Για παράδειγμα, όταν ο επάνω κύλινδρος κινείται προς τα πάνω, το αντίβαρο κινείται προς τα κάτω. Ενώ περιστρέφεται αριστερόστροφα, η ταχύτητα του αντίβαρου δείχνει προς τα κάτω δεξιά μετά την στροφή στις 6 η ώρα, αλλά το έμβολο που κινείται από τα δεξιά προς τα αριστερά αντεπιτίθεται σε αυτή τη στιγμή.

Αλλά στη δεκαετία του 1920, οι στροφές του κινητήρα αυξήθηκαν και το πρόβλημα της δευτερεύουσας δόνησης γινόταν όλο και πιο εμφανές, έτσι οι περισσότεροι από τους κινητήρες V8 μαζικής παραγωγής άρχισαν να είναι εξοπλισμένοι με εγκάρσιο στροφαλοφόρο άξονα.

Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ του εγκάρσιου στροφαλοφόρου άξονα (πάνω) και του επιπέδου στροφαλοφόρου άξονα (κάτω) είναι ότι η γωνία μεταξύ κάθε δύο στροφαλοφόρου άξονα είναι 90 μοίρες αντί για 180 μοίρες. Ο αεροπλάνος στροφαλοφόρος άξονας V8 θα έχει το ίδιο πρόβλημα δευτερεύοντος κραδασμού με τον κινητήρα ευθείας 4 και το διάστημα 90 μοιρών μεταξύ των δύο σειρών κυλίνδρων θα προκαλέσει επίσης την υπέρθεση της δόνησης 180 μοιρών. Ο εγκάρσιος στροφαλοφόρος άξονας οφείλεται στο ότι η διαφορά μεταξύ των δύο σετ στροφαλοφόρου άξονα που χωρίζονται κατά 180 μοίρες είναι 90 μοίρες αντί για 180 μοίρες. Η συχνότητα της δευτερεύουσας δόνησης είναι μόνο το ήμισυ του επιπέδου στροφαλοφόρου άξονα και το πλάτος μειώνεται σημαντικά.

Θυμάστε τα πλεονεκτήματα του κινητήρα 90 μοιρών; Το πρόβλημα λύνεται μετά την προσθήκη του αντίβαρου

Εδώ όμως έρχεται το πρόβλημα. Δεδομένου ότι κάθε σειρά κυλίνδρων έχει δύο έμβολα που φτάνουν στο πάνω νεκρό σημείο σε διαστήματα 90 μοιρών, ανεξάρτητα από το πώς είναι διατεταγμένη η σειρά ανάφλεξης, κάθε σειρά κυλίνδρων θα έχει δύο αναφλέξεις σε διαστήματα 90 μοιρών, με αποτέλεσμα σοβαρές παρεμβολές στα καυσαέρια (δηλ. οι γενικοί κινητήρες V8 είναι παρόμοιοι με την αιτία του θορύβου των καυσαερίων από τα γεωργικά μηχανήματα).

Επομένως, προκειμένου να αυξηθεί η ικανότητα καθαρισμού σε χαμηλές ταχύτητες, ο γενικός αστικός V8 θα σχεδιάσει έναν σωλήνα ισορροπίας τύπου H ή X στη μέση της εξάτμισης και θα χρησιμοποιήσει τη διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο εξατμίσεων για να μειώσει την επίδραση της παρεμβολές καυσαερίων.

Ορισμένα V8 που εστιάζουν στην απόδοση χρησιμοποιούν πιο μπερδεμένο σχεδιασμό. Για παράδειγμα, ο σωλήνας εξάτμισης του Ford GT συνδέει τον παρακείμενο κύλινδρο ανάφλεξης με την πολλαπλή εξαγωγής στην άλλη πλευρά. Επιπλέον (η φρενήρης BMW) δεν διστάζει να εξαντλήσει την εξάτμιση. Μετρήθηκε στο εσωτερικό του V για χρήση πιο περίπλοκων πολλαπλών εξαγωγής

Επομένως, ο σταυρός στροφαλοφόρος άξονας δεν είναι καλός για κινητήρες υψηλής απόδοσης. Αν και η δόνηση είναι μικρή, το βαρύ αντίβαρο κάνει την εσωτερική αδράνεια του κινητήρα να είναι πολύ μεγάλη, κάτι που δεν ευνοεί την ευαίσθητη απόκριση του κινητήρα και την πραγματοποίηση υψηλής ταχύτητας, για να μην αναφέρουμε τη μείωση του βάρους. Επιπλέον, οι παρεμβολές στην εξάτμιση είναι επίσης ένα σημαντικό ταμπού των κινητήρων απόδοσης. Έτσι, ο ευρωπαϊκός κινητήρας V8 υψηλών επιδόσεων εξακολουθεί να επιμένει να χρησιμοποιεί επίπεδο στροφαλοφόρο άξονα.

Ο αεροπλάνος στροφαλοφόρος άξονας V8 ουσιαστικά συγκολλά δύο ευθεία 4 μαζί. Δεδομένου ότι τα έμβολα που τρέχουν προς τα πάνω και προς τα κάτω είναι πάντα σε ζεύγη, δεν θα υπάρχει πρωτεύον πρόβλημα δόνησης, αλλά η διπλή δευτερεύουσα δόνηση πρέπει να απαιτεί βαρύτερο άξονα ισορροπίας. Να ασχοληθεί με. Η προσθήκη του άξονα ισορροπίας αυξάνει τη μάζα και τη ροπή αδράνειας, επομένως αυτοί οι κινητήρες απόδοσης χρησιμοποιούν έμβολα μικρής διαδρομής και ισχυρότερες δομές για την αντιμετώπιση των συμπτωμάτων και όχι τη βασική αιτία για την ελαχιστοποίηση αυτών των κραδασμών.

Η σειρά πυροδότησης του επιπέδου στροφαλοφόρου άξονα V8 είναι πολύ απλή και δεν υπάρχει πρόβλημα ότι ο εγκάρσιος στροφαλοφόρος άξονας V8 και οι κύλινδροι εξαγωγής αναφλέγονται διαδοχικά. Οι κύλινδροι που λειτουργούν είναι πάντα αριστερά-δεξιά-αριστερά-δεξιά-αριστερά-δεξιά-αριστερά-δεξιά..., αντί για αριστερό-δεξιά-αριστερά-αριστερά-δεξιά-αριστερά-δεξιά-δεξιά όπως ο σταυρός άξονας, οπότε εκεί Δεν υπάρχει σειρά Για προβλήματα παρεμβολής αέρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε συμβατικές πολλαπλές εξαγωγής ίσου μήκους για να αυξήσετε την ισχύ σε υψηλές στροφές.

Σταυρός άξονας

Πλεονεκτήματα: χαμηλοί κραδασμοί και ομαλή λειτουργία

Μειονεκτήματα: μεγάλο βάρος, μεγάλη αδράνεια, παρεμβολή καυσαερίων

Επίπεδος άξονας

Πλεονεκτήματα: απλή δομή, χαμηλή αδράνεια, καλό για υψηλή ταχύτητα και απόκριση κινητήρα

Μειονεκτήματα: μεγάλη δόνηση