Os cigüeñais do motor V8 divídense aproximadamente en dous tipos, un é un cigüeñal cruzado e o outro é un cigüeñal plano. A maior diferenza é que o ángulo entre cada dous cigüeñais é de 90 graos en lugar de 180 graos. O motor V8 do cigüeñal de avión ten unha estrutura sinxela e unha pequena inercia, o que favorece altas revolucións e resposta do motor, con súper vibración...

Hai dous conceptos de vibración mecánica do motor: vibración de primeira orde e vibración de segunda orde

p.ex. máquina de tres cilindros

En calquera momento cando o cigüeñal xira, non só varía o número de pistóns cara arriba e abaixo, senón que as direccións de movemento dos pistóns do cilindro 1 e do cilindro 3 son sempre opostas, o que fai que o motor non só vibre cara arriba e abaixo, tamén oscila cara atrás e cara atrás. Se queres usalo nun coche producido en serie, debes equipalo cun eixe de equilibrio, se non, podes utilizalo para conducir un xoguete eléctrico. Como di o dito: o tres cilindros conmocionou ao mundo.

Pero a máquina común de catro cilindros

Parece que dous cilindros se moven cara arriba mentres que dous cilindros baixan. Este é un motor perfecto?

Sacando a metade do motor de catro cilindros para analizalo por separado, non é difícil descubrir que, debido á configuración xeométrica da biela da manivela, a velocidade do pistón ascendente sempre é máis rápida que a velocidade do pistón descendente, o que fai que motor para vibrar arriba e abaixo cada 180 graos do cigüeñal. .

¿Solución? Un eixe de equilibrio que xira o dobre de rápido que o cigüeñal. Pódese dicir que despois de que Mitsubishi aplicase por primeira vez o eixe de equilibrio dual ao motor de 4 segmentos producido en serie na década de 1970, este tipo de motor realmente tiña futuro.

Porén, o primeiro cigüeñal do motor de catro cilindros nin sequera tiña contrapeso. Ademais dos problemas do proceso de mecanizado daquela época, a velocidade do motor era inferior á do motor diésel actual.

Entón, na década de 1910, os deseñadores de Cadillac e Ford querían resolver o problema da vibración a través dun ángulo de 90 graos e un contrapeso. (Pero en teoría, o eixe plano non precisa deste deseño)

A válvula lateral V8 e o cigüeñal plano simple nese momento

A vantaxe do motor de ángulo de 90° incluído é que o contrapeso do cigüeñal pode usarse para compensar o par de vibración xerado polo movemento do pistón noutra fila de cilindros. Este principio é aplicable a un motor tipo V de 90 graos con varios pares de cilindros.

Por exemplo, cando o cilindro superior se move cara arriba, o contrapeso móvese cara abaixo. Mentres xira no sentido contrario ás agullas do reloxo, a velocidade do contrapeso apunta cara a parte inferior dereita despois de virar ás 6 horas, pero o pistón que se move de dereita a esquerda contrarresta este momento.

Pero na década de 1920, a velocidade do motor aumentou e o problema da vibración secundaria fíxose cada vez máis evidente, polo que a maioría dos motores V8 producidos en serie comezaron a estar equipados cun cigüeñal cruzado.

A maior diferenza entre o cigüeñal transversal (arriba) e o cigüeñal plano (inferior) é que o ángulo entre cada dous cigüeñais é de 90 graos en lugar de 180 graos. O cigüeñal do avión V8 terá o mesmo problema de vibración secundario que o motor 4 en liña recta, e o intervalo de 90 graos entre as dúas filas de cilindros tamén fará que se superpoña a vibración de 180 graos. O cigüeñal cruzado débese a que a diferenza entre os dous conxuntos de cigüeñais separados por 180 graos é de 90 graos en lugar de 180 graos. A frecuencia da vibración secundaria é só a metade do cigüeñal plano e a amplitude redúcese moito.

Lembras as vantaxes do motor de 90 graos? O problema resólvese despois de engadir o contrapeso

Pero aquí vén o problema. Dado que cada fila de cilindros ten dous pistóns que alcanzan o punto morto superior a intervalos de 90 graos, sen importar como se dispoña a secuencia de ignición, cada fila de cilindros terá dous acesos a intervalos de 90 graos, o que provocará graves interferencias de escape (é dicir, os motores V8 xerais son similares á causa do ruído de escape da maquinaria agrícola).

Polo tanto, para aumentar a capacidade de barrido a baixas velocidades, o V8 civil xeral deseñará un tubo de equilibrio tipo H ou tipo X no medio do escape e utilizará a diferenza de presión entre os dous escapes para reducir a influencia do interferencia de escape.

Algúns V8 centrados no rendemento usan un deseño máis enredado. Por exemplo, o tubo de escape do Ford GT conecta o cilindro de ignición adxacente ao colector de escape do outro lado. Ademais (o frenético BMW) non dubida en esgotar o escape. Medido no interior da V para usar colectores de escape máis complicados

Polo tanto, o cigüeñal cruzado non é bo para os motores de alto rendemento. Aínda que a vibración é pequena, o contrapeso pesado fai que a inercia interna do motor sexa demasiado grande, o que non favorece a resposta sensible do motor e a realización da alta velocidade, sen esquecer a redución de peso. Ademais, a interferencia do escape tamén é un tabú importante dos motores de rendemento. Por iso, o motor V8 europeo de altas prestacións aínda insiste en utilizar un cigüeñal plano.

O cigüeñal plano V8 solda basicamente dous 4 rectos xuntos. Dado que os pistóns que corren cara arriba e cara abaixo sempre están en pares, non haberá ningún problema de vibración primaria, pero a dobre vibración secundaria debe requirir un eixe de equilibrio máis pesado. Para tratar. A adición do eixe de equilibrio aumenta a masa e o momento de inercia, polo que estes motores de rendemento usan pistóns de carreira curta e estruturas máis resistentes para tratar os síntomas e non a causa raíz para minimizar estas vibracións.

A secuencia de disparo do cigüeñal plano V8 é moi sinxela e non hai ningún problema en que o cigüeñal cruzado V8 e os cilindros de escape se acendan secuencialmente. Os cilindros que funcionan son sempre esquerda-dereita-esquerda-dereita-esquerda-dereita-esquerda-dereita..., en lugar de esquerda-dereita-esquerda-esquerda-dereita-esquerda-dereita-dereita como o eixe transversal, polo que hai Non hai fila Para problemas de interferencia de aire, pode utilizar colectores de escape de lonxitude iguais convencionais para aumentar a potencia a altas revolucións.

Eixo transversal

Vantaxes: baixa vibración e funcionamento suave

Desvantaxes: peso pesado, gran inercia, interferencia de escape

Eixo plano

Vantaxes: estrutura sinxela, baixa inercia, boa para alta velocidade e resposta do motor

Desvantaxes: gran vibración