Les vilebrequins des moteurs V8 sont grossièrement divisés en deux types, l’un est un vilebrequin croisé et l’autre est un vilebrequin plat. La plus grande différence est que l’angle entre deux vilebrequins est de 90 degrés au lieu de 180 degrés. Le moteur V8 à vilebrequin plan a une structure simple et une faible inertie, ce qui favorise des régimes et une réponse du moteur élevés, avec de superbes vibrations...

Il existe deux concepts de vibrations mécaniques du moteur : les vibrations du premier ordre et les vibrations du deuxième ordre.

Par ex. machine à trois cylindres

À tout moment lorsque le vilebrequin tourne, non seulement le nombre de pistons de haut en bas varie toujours, mais les sens de mouvement des pistons du cylindre 1 et du cylindre 3 sont toujours opposés, ce qui fait non seulement vibrer le moteur de haut en bas, mais également oscille d'avant en arrière. Si vous souhaitez l'utiliser sur une voiture produite en série, vous devez l'équiper d'un arbre d'équilibrage, sinon vous pouvez l'utiliser pour conduire un jouet électrique. Comme le dit le proverbe : le trois cylindres a choqué le monde.

Mais la machine à quatre cylindres commune

Il semble que deux cylindres montent tandis que deux cylindres descendent. Est-ce un moteur parfait ?

En prenant la moitié du moteur quatre cylindres pour l'analyser séparément, il n'est pas difficile de constater qu'en raison de la configuration géométrique de la bielle manivelle, la vitesse du piston ascendant est toujours plus rapide que la vitesse du piston descendant, provoquant le Le moteur vibre de haut en bas tous les 180 degrés du vilebrequin. .

Solution? Un arbre d'équilibrage qui tourne deux fois plus vite que le vilebrequin. On peut dire qu'après que Mitsubishi ait appliqué pour la première fois l'arbre d'équilibrage double au moteur à 4 segments produit en série dans les années 1970, ce type de moteur avait vraiment un avenir.

Cependant, le vilebrequin des premiers moteurs à quatre cylindres n'avait même pas de contrepoids. En plus des problèmes de processus d'usinage à cette époque, le régime du moteur était inférieur à celui du moteur diesel actuel.

Ainsi, dans les années 1910, les concepteurs de Cadillac et de Ford voulaient résoudre le problème des vibrations grâce à un angle de 90 degrés et à un contrepoids. (Mais en théorie, l'axe plan n'a pas besoin de cette conception)

Le V8 à soupapes latérales et le simple vilebrequin plat à l'époque

L'avantage du moteur à angle de 90° inclus est que le contrepoids sur le vilebrequin peut être utilisé pour compenser le couple de vibration généré par le mouvement du piston dans une autre rangée de cylindres. Ce principe est applicable à un moteur de type V à 90 degrés comportant plusieurs paires de cylindres.

Par exemple, lorsque le cylindre supérieur monte, le contrepoids descend. En tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la vitesse du contrepoids pointe vers le bas à droite après avoir tourné à 6 heures, mais le piston se déplaçant de droite à gauche contrecarre ce moment.

Mais dans les années 1920, le régime moteur a augmenté et le problème des vibrations secondaires est devenu de plus en plus évident, de sorte que la plupart des moteurs V8 produits en série ont commencé à être équipés d'un vilebrequin croisé.

La plus grande différence entre le vilebrequin croisé (en haut) et le vilebrequin plan (en bas) est que l'angle entre deux vilebrequins est de 90 degrés au lieu de 180 degrés. Le vilebrequin plan V8 aura le même problème de vibration secondaire que le moteur 4 cylindres en ligne, et l'intervalle de 90 degrés entre les deux rangées de cylindres entraînera également la superposition des vibrations de 180 degrés. Le vilebrequin croisé est dû au fait que la différence entre les deux ensembles de vilebrequins séparés de 180 degrés est de 90 degrés au lieu de 180 degrés. La fréquence de la vibration secondaire n'est que de la moitié de celle du vilebrequin plan et l'amplitude est considérablement réduite.

Vous vous souvenez des avantages du moteur à 90 degrés ? Le problème est résolu après l'ajout du contrepoids

Mais voici le problème. Étant donné que chaque rangée de cylindres comporte deux pistons atteignant le point mort haut à intervalles de 90 degrés, quelle que soit la manière dont la séquence d'allumage est organisée, chaque rangée de cylindres aura deux allumages à intervalles de 90 degrés, ce qui entraînera de graves interférences d'échappement (c'est-à-dire, les moteurs V8 généraux sont similaires à la cause du bruit d'échappement des machines agricoles).

Par conséquent, afin d'augmenter la capacité de balayage à basse vitesse, le V8 civil général concevra un tuyau d'équilibrage de type H ou X au milieu de l'échappement et utilisera la différence de pression entre les deux échappements pour réduire l'influence de interférence d'échappement.

Certains V8 axés sur les performances utilisent une conception plus enchevêtrée. Par exemple, le tuyau d'échappement de la Ford GT relie le cylindre d'allumage adjacent au collecteur d'échappement de l'autre côté. D'ailleurs (le BMW endiablé) n'hésite pas à sortir l'échappement. Mesuré à l'intérieur du V pour utiliser des collecteurs d'échappement plus compliqués

Le vilebrequin croisé n’est donc pas une bonne chose pour les moteurs hautes performances. Bien que les vibrations soient faibles, le contrepoids lourd rend l'inertie interne du moteur trop importante, ce qui n'est pas propice à la réponse sensible du moteur et à la réalisation d'une vitesse élevée, sans parler de la réduction de poids. De plus, les interférences des gaz d’échappement constituent également un tabou majeur sur les moteurs performants. Le moteur V8 européen hautes performances insiste donc toujours sur l'utilisation d'un vilebrequin plat.

Le vilebrequin plan V8 soude essentiellement deux 4 droits ensemble. Étant donné que les pistons montant et descendant sont toujours par paires, il n'y aura pas de problème de vibration primaire, mais la double vibration secondaire doit nécessiter un arbre d'équilibrage plus lourd. A gérer. L'ajout de l'arbre d'équilibrage augmente la masse et le moment d'inertie, de sorte que ces moteurs performants utilisent des pistons à course courte et des structures plus solides pour traiter les symptômes et non la cause profonde afin de minimiser ces vibrations.

La séquence d'allumage du vilebrequin plan V8 est très simple, et il n'y a aucun problème car le vilebrequin transversal V8 et les cylindres d'échappement sont allumés séquentiellement. Les cylindres qui fonctionnent sont toujours gauche-droite-gauche-droite-gauche-droite-gauche-droite..., au lieu de gauche-droite-gauche-gauche-droite-gauche-droite-droite comme l'axe transversal, donc là n'y a pas de rangée. Pour les problèmes d'interférence d'air, vous pouvez utiliser des collecteurs d'échappement conventionnels de longueur égale pour augmenter la puissance à haut régime.

Arbre transversal

Avantages : faibles vibrations et fonctionnement fluide

Inconvénients : poids élevé, grande inertie, interférence des gaz d'échappement

Axe du plan

Avantages : structure simple, faible inertie, bon pour une vitesse élevée et une réponse du moteur

Inconvénients : grandes vibrations