Gli alberi a gomiti dei motori V8 sono approssimativamente divisi in due tipi, uno è un albero a gomiti incrociato e l'altro è un albero a gomiti piatto. La differenza più grande è che l'angolo tra ogni due alberi motore è di 90 gradi invece di 180 gradi. Il motore V8 con albero motore aereo ha una struttura semplice e una piccola inerzia, che favorisce alti giri e risposta del motore, con super vibrazioni...

Esistono due concetti di vibrazione meccanica del motore: vibrazione del primo ordine e vibrazione del secondo ordine

Per esempio. macchina a tre cilindri

In qualsiasi momento, quando l'albero motore ruota, non solo varia sempre il numero di pistoni su e giù, ma le direzioni di movimento dei pistoni del cilindro 1 e del cilindro 3 sono sempre opposte, facendo sì che il motore non solo vibri su e giù, ma anche oscilla avanti e indietro. Se vuoi usarlo su un'auto di serie, devi dotarlo di un albero di bilanciamento, altrimenti puoi usarlo per azionare un giocattolo elettrico. Come si suol dire: il tre cilindri ha scioccato il mondo.

Ma la comune macchina a quattro cilindri

Sembra che due cilindri si muovano verso l'alto mentre due cilindri si spostino verso il basso. E' un motore perfetto?

Prendendo metà del motore a quattro cilindri per analizzarlo separatamente, non è difficile scoprire che, a causa della configurazione geometrica della biella di manovella, la velocità del pistone ascendente è sempre maggiore della velocità del pistone discendente, causando il il motore vibra su e giù ogni 180 gradi dell'albero motore. .

Soluzione? Un albero di bilanciamento che ruota due volte più velocemente dell'albero motore. Si può dire che dopo che Mitsubishi applicò per la prima volta il doppio albero di equilibratura al motore a 4 segmenti prodotto in serie negli anni '70, questo tipo di motore aveva davvero un futuro.

Tuttavia, l’albero motore del primo motore a quattro cilindri non aveva nemmeno un contrappeso. Oltre ai problemi del processo di lavorazione dell'epoca, il regime del motore era inferiore a quello dell'attuale motore diesel.

Così, negli anni '10, i progettisti Cadillac e Ford volevano risolvere il problema delle vibrazioni attraverso un angolo di 90 gradi e un contrappeso. (Ma in teoria, l'asse del piano non ha bisogno di questo disegno)

La valvola laterale V8 e il semplice albero motore piatto dell'epoca

Il vantaggio del motore con angolo incluso di 90° è che il contrappeso sull'albero motore può essere utilizzato per compensare la coppia di vibrazioni generata dal movimento del pistone in un'altra fila di cilindri. Questo principio è applicabile a un motore di tipo V di 90 gradi con diverse coppie di cilindri.

Ad esempio, quando il cilindro superiore si sposta verso l'alto, il contrappeso si sposta verso il basso. Durante la rotazione in senso antiorario, la velocità del contrappeso punta in basso a destra dopo la rotazione alle ore 6, ma il pistone che si sposta da destra a sinistra contrasta questo momento.

Ma negli anni '20, la velocità del motore aumentò e il problema delle vibrazioni secondarie divenne sempre più evidente, quindi la maggior parte dei motori V8 prodotti in serie iniziarono ad essere dotati di un albero motore trasversale.

La più grande differenza tra l'albero a gomiti incrociato (in alto) e l'albero a gomiti piano (in basso) è che l'angolo tra ogni due alberi a gomiti è di 90 gradi invece di 180 gradi. L'albero motore V8 dell'aereo avrà lo stesso problema di vibrazione secondaria del motore a 4 cilindri in linea e l'intervallo di 90 gradi tra le due file di cilindri causerà anche la sovrapposizione della vibrazione di 180 gradi. L'albero motore incrociato è dovuto al fatto che la differenza tra i due gruppi di alberi motore separati di 180 gradi è di 90 gradi anziché 180 gradi. La frequenza della vibrazione secondaria è solo la metà dell'albero motore piano e l'ampiezza è notevolmente ridotta.

Ricordi i vantaggi del motore a 90 gradi? Il problema viene risolto dopo aver aggiunto il contrappeso

Ma qui arriva il problema. Poiché ciascuna fila di cilindri ha due pistoni che raggiungono il punto morto superiore a intervalli di 90 gradi, indipendentemente da come è organizzata la sequenza di accensione, ciascuna fila di cilindri avrà due accensioni a intervalli di 90 gradi, con conseguente grave interferenza dello scarico (ovvero, i motori V8 generali sono simili alla causa del rumore di scarico delle macchine agricole).

Pertanto, al fine di aumentare la capacità di lavaggio a basse velocità, il V8 civile generale progetterà un tubo di bilanciamento di tipo H o di tipo X al centro dello scarico e utilizzerà la differenza di pressione tra i due scarichi per ridurre l'influenza di interferenza allo scarico.

Alcuni V8 incentrati sulle prestazioni utilizzano un design più intricato. Ad esempio, il tubo di scarico della Ford GT collega il cilindro di accensione adiacente al collettore di scarico sull'altro lato. In più (la BMW forsennata) non esita a scaricare lo scarico. Misurato all'interno della V per utilizzare collettori di scarico più complicati

Quindi l'albero motore incrociato non è una buona cosa per i motori ad alte prestazioni. Anche se la vibrazione è piccola, il pesante contrappeso fa sì che l'inerzia interna del motore sia troppo grande, il che non favorisce la risposta sensibile del motore e la realizzazione di alte velocità, per non parlare della riduzione del peso. Inoltre, anche l'interferenza dello scarico è uno dei principali tabù dei motori ad alte prestazioni. Quindi il motore V8 europeo ad alte prestazioni insiste ancora nell'utilizzare un albero motore piatto.

L'albero motore V8 dell'aereo salda sostanzialmente due 4 diritti insieme. Poiché i pistoni che vanno verso l'alto e verso il basso sono sempre in coppia, non ci sarà alcun problema di vibrazione primaria, ma la doppia vibrazione secondaria richiederà un albero di bilanciamento più pesante. Da affrontare. L'aggiunta dell'albero di bilanciamento aumenta la massa e il momento di inerzia, quindi questi motori ad alte prestazioni utilizzano pistoni a corsa breve e strutture più resistenti per trattare i sintomi e non la causa principale per ridurre al minimo queste vibrazioni.

La sequenza di accensione dell'albero motore V8 piano è molto semplice e non vi è alcun problema che l'albero motore trasversale V8 e i cilindri di scarico vengano accesi in sequenza. I cilindri che funzionano sono sempre sinistra-destra-sinistra-destra-sinistra-destra-sinistra-destra..., invece di sinistra-destra-sinistra-sinistra-destra-sinistra-destra-destra come l'asse trasversale, quindi lì non c'è fila Per problemi di interferenza dell'aria è possibile utilizzare collettori di scarico convenzionali di pari lunghezza per aumentare la potenza agli alti giri.

Albero trasversale

Vantaggi: vibrazioni ridotte e funzionamento regolare

Svantaggi: peso elevato, grande inerzia, interferenza con lo scarico

Asse del piano

Vantaggi: struttura semplice, bassa inerzia, buona per alta velocità e risposta del motore

Svantaggi: ottima vibrazione