Kľukové hriadele motora V8 sú zhruba rozdelené do dvoch typov, jeden je krížový kľukový hriadeľ a druhý je plochý kľukový hriadeľ. Najväčší rozdiel je v tom, že uhol medzi každým dvomi kľukovými hriadeľmi je 90 stupňov namiesto 180 stupňov. Motor V8 s rovinným kľukovým hriadeľom má jednoduchú konštrukciu a malú zotrvačnosť, čo prispieva k vysokým otáčkam a odozve motora, so super vibráciami...

Existujú dva koncepty mechanických vibrácií motora: vibrácie prvého rádu a vibrácie druhého rádu

napr. trojvalcový stroj

V každom okamihu, keď sa kľukový hriadeľ otáča, nielenže sa vždy mení počet piestov nahor a nadol, ale aj smery pohybu piestov valca 1 a valca 3 sú vždy opačné, čo spôsobuje, že motor nielen vibruje hore a dole, ale aj kmitá tam a späť. Ak ho chcete použiť na sériovo vyrábané auto, musíte ho vybaviť vyvažovacím hriadeľom, inak ho môžete použiť na pohon elektrickej hračky. Ako sa hovorí: trojvalec šokoval svet.

Ale bežný štvorvalcový stroj

Zdá sa, že dva valce sa pohybujú nahor, zatiaľ čo dva valce sa pohybujú nadol. Je to dokonalý motor?

Po vybratí polovice štvorvalcového motora na samostatnú analýzu nie je ťažké zistiť, že v dôsledku geometrickej konfigurácie ojnice kľuky je rýchlosť horného piestu vždy vyššia ako rýchlosť dolného piestu, čo spôsobuje aby motor vibroval nahor a nadol každých 180 stupňov kľukového hriadeľa. .

Riešenie? Vyvažovací hriadeľ, ktorý sa otáča dvakrát rýchlejšie ako kľukový hriadeľ. Dá sa povedať, že po tom, čo Mitsubishi v 70. rokoch prvýkrát aplikovalo dvojitý vyvažovací hriadeľ na sériovo vyrábaný 4-segmentový motor, mal tento typ motora naozaj budúcnosť.

Ranný kľukový hriadeľ štvorvalcového motora však nemal ani protizávažie. Okrem problémov s procesom obrábania v tom čase boli otáčky motora nižšie ako u súčasného dieselového motora.

Takže v 10. rokoch chceli dizajnéri Cadillacu a Fordu vyriešiť problém s vibráciami pomocou 90-stupňového uhla a protizávažia. (Ale teoreticky rovinná os nepotrebuje tento dizajn)

Bočný ventil V8 a na tú dobu jednoduchý plochý kľukový hriadeľ

Výhodou motora s uhlom 90° je, že vyvažovacie závažie na kľukovom hriadeli možno použiť na kompenzáciu krútiaceho momentu vibrácií, ktorý vzniká pohybom piestu v inom rade valcov. Tento princíp je použiteľný pre 90-stupňový motor typu V s niekoľkými pármi valcov.

Napríklad, keď sa horný valec pohybuje nahor, protizávažie sa pohybuje nadol. Pri otáčaní proti smeru hodinových ručičiek rýchlosť protizávažia po otočení na 6. hodine ukazuje vpravo dole, ale piest pohybujúci sa sprava doľava pôsobí proti tomuto momentu.

Ale v 20. rokoch 20. storočia sa otáčky motora zvýšili a problém sekundárnych vibrácií bol čoraz zrejmejší, takže väčšina sériovo vyrábaných motorov V8 začala byť vybavená krížovým kľukovým hriadeľom.

Najväčší rozdiel medzi krížovým kľukovým hriadeľom (hore) a rovinným kľukovým hriadeľom (dole) je v tom, že uhol medzi každým dvomi kľukovými hriadeľmi je 90 stupňov namiesto 180 stupňov. Rovinný kľukový hriadeľ V8 bude mať rovnaký problém so sekundárnymi vibráciami ako radový 4 motor a 90-stupňový interval medzi dvoma radmi valcov tiež spôsobí superponovanie 180-stupňových vibrácií. Krížový kľukový hriadeľ je spôsobený tým, že rozdiel medzi dvoma sadami kľukových hriadeľov oddelených o 180 stupňov je 90 stupňov namiesto 180 stupňov. Frekvencia sekundárnych vibrácií je len polovica rovinného kľukového hriadeľa a amplitúda je značne znížená.

Pamätáte si na výhody 90-stupňového motora? Problém je vyriešený po pridaní protizávažia

Tu však nastáva problém. Keďže každý rad valcov má dva piesty dosahujúce hornú úvrať v 90-stupňových intervaloch, bez ohľadu na to, ako je usporiadaná sekvencia zapaľovania, každý rad valcov bude mať dva zapaľovania v 90-stupňových intervaloch, čo vedie k vážnemu rušeniu výfuku (t.j. všeobecné motory V8 sú podobné ako príčina hluku výfuku z poľnohospodárskych strojov).

Preto, aby sa zvýšila kapacita čistenia pri nízkych rýchlostiach, všeobecný civilný V8 navrhne vyvažovacie potrubie typu H alebo X v strede výfuku a použije rozdiel tlakov medzi dvoma výfukmi na zníženie vplyvu rušenie výfuku.

Niektoré V8 zamerané na výkon používajú zamotanejší dizajn. Napríklad výfukové potrubie Fordu GT spája susedný zapaľovací valec s výfukovým potrubím na druhej strane. Ba čo viac (zbesilé BMW) neváha vyčerpať výfuk. Merané do vnútra V, aby sa použili komplikovanejšie výfukové potrubia

Takže krížový kľukový hriadeľ nie je dobrá vec pre vysokovýkonné motory. Hoci sú vibrácie malé, ťažká protiváha spôsobuje príliš veľkú vnútornú zotrvačnosť motora, čo neprospieva citlivej odozve motora a realizácii vysokých otáčok, nehovoriac o znížení hmotnosti. Okrem toho je rušenie výfukových plynov tiež veľkým tabu výkonných motorov. Takže európsky vysokovýkonný motor V8 stále trvá na použití plochého kľukového hriadeľa.

Rovinný kľukový hriadeľ V8 v podstate zvára dve rovné 4-ky. Keďže piesty pohybujúce sa nahor a nadol sú vždy v pároch, nevznikne problém s primárnymi vibráciami, ale dvojité sekundárne vibrácie si musia vyžadovať ťažší vyvažovací hriadeľ. Vysporiadať sa s. Pridanie vyvažovacieho hriadeľa zvyšuje hmotnosť a moment zotrvačnosti, takže tieto výkonné motory používajú piesty s krátkym zdvihom a silnejšie konštrukcie na liečbu symptómov a nie príčinu, aby sa tieto vibrácie minimalizovali.

Sekvencia zapaľovania rovinného kľukového hriadeľa V8 je veľmi jednoduchá a nie je problém, že krížový kľukový hriadeľ V8 a výfukové valce sa zapaľujú postupne. Valce, ktoré fungujú, sú vždy vľavo-vpravo-vľavo-vpravo-vľavo-vpravo-vľavo-vpravo..., namiesto vľavo-vpravo-vľavo-vľavo-vpravo-vľavo-vpravo ako krížová os, takže tam nie je žiadny riadok Pre problémy s rušením vzduchu môžete použiť konvenčné rovnako dlhé výfukové potrubie na zvýšenie výkonu pri vysokých otáčkach.

Krížový hriadeľ

Výhody: nízke vibrácie a hladký chod

Nevýhody: veľká hmotnosť, veľká zotrvačnosť, rušenie výfuku

Rovinná os

Výhody: jednoduchá konštrukcia, nízka zotrvačnosť, dobré pre vysoké otáčky a odozvu motora

Nevýhody: veľké vibrácie