V8 dzinēju kloķvārpstas ir aptuveni sadalītas divos veidos, viens ir šķērseniskā kloķvārpsta, bet otrs ir plakana kloķvārpsta. Lielākā atšķirība ir tā, ka leņķis starp katrām divām kloķvārpstām ir 90 grādi, nevis 180 grādi. Plaknes kloķvārpstas V8 dzinējam ir vienkārša uzbūve un maza inerce, kas veicina lielus apgriezienus un dzinēja reakciju, ar supervibrāciju...

Ir divi dzinēja mehāniskās vibrācijas jēdzieni: pirmās kārtas vibrācija un otrās kārtas vibrācija

Piem. trīs cilindru mašīna

Jebkurā brīdī, kad kloķvārpsta griežas, vienmēr mainās ne tikai augšup un lejup virzošo virzuļu skaits, bet arī 1. un 3. cilindra virzuļu kustības virzieni vienmēr ir pretēji, liekot dzinējam ne tikai vibrēt uz augšu un uz leju, bet arī svārstās uz priekšu un atpakaļ. Ja vēlaties to izmantot sērijveidā ražotai automašīnai, jums tas jāaprīko ar balansēšanas vārpstu, pretējā gadījumā ar to varat vadīt elektrisko rotaļlietu. Kā saka: trīs cilindri šokēja pasauli.

Bet parastā četrcilindru mašīna

Šķiet, ka divi cilindri virzās uz augšu, bet divi cilindri virzās uz leju. Vai šis ir ideāls dzinējs?

Izņemot pusi no četrcilindru dzinēja, lai analizētu atsevišķi, nav grūti konstatēt, ka kloķa klaņa ģeometriskās konfigurācijas dēļ augšup vērstā virzuļa ātrums vienmēr ir lielāks par lejup vērstā virzuļa ātrumu, izraisot dzinējs vibrēt uz augšu un uz leju ik pēc 180 kloķvārpstas grādiem. .

Risinājums? Līdzsvara vārpsta, kas griežas divreiz ātrāk nekā kloķvārpsta. Var teikt, ka pēc tam, kad Mitsubishi 70. gados pirmo reizi pielietoja dubulto līdzsvara vārpstu sērijveidā ražotajam 4 segmentu dzinējam, šāda veida dzinējiem patiešām bija nākotne.

Taču agrīnajai četrcilindru dzinēja kloķvārpstai pat nebija pretsvara. Papildus toreizējām apstrādes procesa problēmām dzinēja apgriezieni bija mazāki nekā pašreizējam dīzeļdzinējam.

Tātad 1910. gados Cadillac un Ford dizaineri vēlējās atrisināt vibrācijas problēmu, izmantojot 90 grādu leņķi un pretsvaru. (Bet teorētiski plaknes asij šis dizains nav vajadzīgs)

Sānu vārsts V8 un tajā laikā vienkārša plakanā kloķvārpsta

90° leņķa dzinēja priekšrocība ir tāda, ka kloķvārpstas līdzsvara svaru var izmantot, lai kompensētu vibrācijas griezes momentu, ko rada virzuļa kustība citā cilindru rindā. Šis princips ir piemērojams 90 grādu V veida dzinējam ar vairākiem cilindru pāriem.

Piemēram, kad augšējais cilindrs virzās uz augšu, pretsvars virzās uz leju. Rotējot pretēji pulksteņrādītāja virzienam, pretsvara ātrums pēc pagrieziena pulksten 6 norāda uz apakšējo labo pusi, bet virzulis, kas virzās no labās puses uz kreiso, šim brīdim pretojas.

Taču 20. gados pieauga dzinēja apgriezienu skaits, un sekundārās vibrācijas problēma kļuva arvien skaidrāka, tāpēc lielāko daļu sērijveidā ražoto V8 dzinēju sāka aprīkot ar krustenisko kloķvārpstu.

Lielākā atšķirība starp šķērsenisko kloķvārpstu (augšpusē) un plakanisko kloķvārpstu (apakšā) ir tā, ka leņķis starp katrām divām kloķvārpstām ir 90 grādu, nevis 180 grādu. Plaknes kloķvārpstai V8 būs tāda pati sekundārā vibrācijas problēma kā taisnajam 4 dzinējam, un 90 grādu intervāls starp abām cilindru rindām arī izraisīs 180 grādu vibrācijas pārklāšanos. Šķērsvirziena kloķvārpsta ir tāpēc, ka atšķirība starp diviem kloķvārpstu komplektiem, kas atdalīti par 180 grādiem, ir 90 grādi, nevis 180 grādi. Sekundārās vibrācijas frekvence ir tikai puse no plaknes kloķvārpstas, un amplitūda ir ievērojami samazināta.

Atcerieties 90 grādu dzinēja priekšrocības? Problēma tiek atrisināta pēc pretsvara pievienošanas

Bet šeit nāk problēma. Tā kā katrai cilindru rindai ir divi virzuļi, kas ar 90 grādu intervālu sasniedz augšējo miršanas punktu, neatkarīgi no aizdedzes secības izvietojuma, katrai cilindru rindai būs divas aizdedzes ar 90 grādu intervālu, tādējādi radot nopietnus izplūdes traucējumus (tas ir, vispārīgie V8 dzinēji ir līdzīgi lauksaimniecības tehnikas izplūdes trokšņa cēloņiem).

Tāpēc, lai palielinātu atsūkšanas jaudu pie maziem ātrumiem, vispārējā civilā V8 izplūdes caurules vidū konstruēs H vai X tipa līdzsvara cauruli un izmantos spiediena starpību starp abām izplūdēm, lai samazinātu izplūdes gāzu ietekmi. izplūdes traucējumi.

Daži uz veiktspēju vērsti V8 izmanto sarežģītāku dizainu. Piemēram, Ford GT izplūdes caurule savieno blakus esošo aizdedzes cilindru ar izplūdes kolektoru otrā pusē. Vēl vairāk (trakais BMW) nevilcinās iztukšot izplūdes gāzi. Mērīts līdz V iekšpusei, lai izmantotu sarežģītākus izplūdes kolektorus

Tāpēc krusteniskā kloķvārpsta nav laba lieta augstas veiktspējas dzinējiem. Lai gan vibrācija ir maza, smagais pretsvars izraisa pārāk lielu dzinēja iekšējo inerci, kas neveicina jutīgo dzinēja reakciju un liela ātruma realizāciju, nemaz nerunājot par svara samazināšanu. Turklāt izplūdes gāzu traucējumi ir arī galvenais veiktspējas dzinēju tabu. Tāpēc Eiropas augstas veiktspējas V8 dzinējs joprojām pieprasa izmantot plakanu kloķvārpstu.

Plaknes kloķvārpsta V8 pamatā metina divus taisnus 4 kopā. Tā kā virzuļi, kas virzās uz augšu un uz leju, vienmēr ir pa pāriem, primārās vibrācijas problēmas nebūs, bet dubultai sekundārajai vibrācijai ir nepieciešama smagāka līdzsvara vārpsta. Lai tiktu galā ar. Līdzsvara vārpstas pievienošana palielina masu un inerces momentu, tāpēc šie veiktspējas dzinēji izmanto īsa gājiena virzuļus un spēcīgākas konstrukcijas, lai ārstētu simptomus, nevis galveno cēloni, lai samazinātu šīs vibrācijas.

Plaknes kloķvārpstas V8 iedarbināšanas secība ir ļoti vienkārša, un nav problēmu, ka krusteniskā kloķvārpsta V8 un izplūdes cilindri tiek aizdedzināti secīgi. Cilindri, kas darbojas, vienmēr ir kreisais-labais-kreisais-labais-kreisais-labais-kreisais-labais..., nevis kreisais-labais-kreisais-kreisais-labais-kreisais-labais-labais kā šķērsass, tātad nav rinda Gaisa traucējumu problēmu gadījumā varat izmantot parastos vienāda garuma izplūdes kolektorus, lai palielinātu jaudu pie lieliem apgriezieniem.

Šķērsvārpsta

Priekšrocības: zema vibrācija un vienmērīga darbība

Trūkumi: liels svars, liela inerce, izplūdes traucējumi

Plaknes ass

Priekšrocības: vienkārša konstrukcija, zema inerce, laba liela ātruma un dzinēja reakcijai

Trūkumi: lieliska vibrācija