V8 motorvevaxlar är grovt uppdelade i två typer, den ena är en tvärvevaxel och den andra är en platt vevaxel. Den största skillnaden är att vinkeln mellan varannan vevaxel är 90 grader istället för 180 grader. Den plana vevaxeln V8-motorn har en enkel struktur och liten tröghet, vilket bidrar till höga varvtal och motorrespons, med supervibrationer...

Det finns två koncept för mekaniska motorvibrationer: första ordningens vibration och andra ordningens vibration

Till exempel. trecylindrig maskin

När som helst när vevaxeln roterar varierar inte bara antalet upp- och nedkolvar alltid, rörelseriktningarna för kolvarna i cylinder 1 och cylinder 3 är alltid motsatta, vilket gör att motorn inte bara vibrerar upp och ner, den också pendlar fram och tillbaka. Om du vill använda den på en serietillverkad bil måste du förse den med en balansaxel, annars kan du använda den för att köra en elektrisk leksak. Som ordspråket säger: den trecylindriga chockade världen.

Men den vanliga fyrcylindriga maskinen

Det verkar som att två cylindrar rör sig uppåt medan två cylindrar rör sig nedåt. Är detta en perfekt motor?

Att ta ut hälften av den fyrcylindriga motorn för att analysera separat är det inte svårt att upptäcka att på grund av den geometriska konfigurationen av vevvevstaken är hastigheten på den uppåtriktade kolven alltid snabbare än hastigheten på den nedåtgående kolven, vilket orsakar motorn att vibrera upp och ner var 180:e grader av vevaxeln. .

Lösning? En balansaxel som roterar dubbelt så snabbt som vevaxeln. Man kan säga att efter att Mitsubishi först applicerade den dubbla balansaxeln på den masstillverkade 4-segmentsmotorn på 1970-talet hade denna typ av motor verkligen en framtid.

Den tidiga fyrcylindriga motorvevaxeln hade dock inte ens motvikt. Utöver bearbetningsprocessproblemen vid den tiden var motorvarvtalet lägre än den nuvarande dieselmotorn.

Så på 1910-talet ville Cadillac och Fords designers lösa vibrationsproblemet genom en 90-graders vinkel och motvikt. (Men i teorin behöver inte den plana axeln denna design)

Sidoventilen V8 och den enkla platta vevaxeln på den tiden

Fördelen med den 90° medföljande vinkelmotorn är att balansvikten på vevaxeln kan användas för att kompensera för det vibrationsmoment som genereras av kolvens rörelse i en annan rad av cylindrar. Denna princip är tillämplig på en 90-graders V-motor med flera par cylindrar.

Till exempel, när den övre cylindern rör sig uppåt, rör sig motvikten nedåt. Medan den roterar moturs pekar motviktens hastighet ned till höger efter att ha svängt vid 6-tiden, men kolven som rör sig från höger till vänster motverkar detta ögonblick.

Men på 1920-talet ökade motorvarvtalet, och problemet med sekundärvibrationer blev mer och mer uppenbart, så de flesta av de masstillverkade V8-motorerna började förses med en tvärvevaxel.

Den största skillnaden mellan den tvärgående vevaxeln (överst) och den plana vevaxeln (nederst) är att vinkeln mellan varannan vevaxel är 90 grader istället för 180 grader. Den plana vevaxeln V8 kommer att ha samma sekundära vibrationsproblem som den raka 4-motorn, och 90-gradersintervallet mellan de två cylindrarna kommer också att göra att 180-gradersvibrationen överlagras. Den tvärgående vevaxeln beror på att skillnaden mellan de två uppsättningarna av vevaxlar separerade med 180 grader är 90 grader istället för 180 grader. Frekvensen av sekundärvibrationen är bara hälften av den plana vevaxeln, och amplituden är kraftigt reducerad.

Kommer du ihåg fördelarna med 90-gradersmotorn? Problemet är löst efter tillsats av motvikten

Men här kommer problemet. Eftersom varje rad av cylindrar har två kolvar som når övre dödpunkten med 90-graders intervall, oavsett hur tändsekvensen är arrangerad, kommer varje rad av cylindrar att ha två tändningar med 90-graders intervall, vilket resulterar i allvarliga avgasstörningar (det vill säga, de allmänna V8-motorerna liknar orsaken till avgasljud från jordbruksmaskiner).

Därför, för att öka spolningskapaciteten vid låga hastigheter, kommer den allmänna civila V8:an att designa ett balansrör av H-typ eller X-typ i mitten av avgaserna och använda tryckskillnaden mellan de två avgaserna för att minska påverkan av avgasstörningar.

Vissa prestandafokuserade V8:or använder en mer trasslig design. Till exempel ansluter avgasröret på Ford GT den intilliggande tändcylindern med avgasgrenröret på andra sidan. Dessutom tvekar den frenetiska BMW:n inte att tömma avgaserna. Mätt till insidan av V:et för att använda mer komplicerade avgasgrenrör

Så den tvärgående vevaxeln är inte bra för högpresterande motorer. Även om vibrationen är liten gör den tunga motvikten att motorns inre tröghet blir för stor, vilket inte bidrar till det känsliga motorsvaret och realiseringen av hög hastighet, för att inte tala om viktminskningen. Dessutom är avgasstörningar också ett stort tabu för prestandamotorer. Så den europeiska högpresterande V8-motorn insisterar fortfarande på att använda en platt vevaxel.

Den plana vevaxeln V8 svetsar i princip två raka 4:or ihop. Eftersom kolvarna som löper uppåt och nedåt alltid är i par kommer det inte att finnas några primära vibrationsproblem, men den dubbla sekundära vibrationen måste kräva en tyngre balansaxel. Att ta itu med. Tillägget av balansaxeln ökar massan och tröghetsmomentet, så dessa prestandamotorer använder kortslagiga kolvar och starkare strukturer för att behandla symptomen och inte grundorsaken till att minimera dessa vibrationer.

Avfyrningssekvensen för den plana vevaxeln V8 är mycket enkel, och det är inga problem att tvärvevaxeln V8 och avgascylindrarna tänds sekventiellt. Cylindrarna som fungerar är alltid vänster-höger-vänster-höger-vänster-höger-vänster-höger..., istället för vänster-höger-vänster-vänster-höger-vänster-höger-höger som tväraxeln, så där är ingen rad För problem med luftstörningar kan du använda konventionella avgasgrenrör av lika långa längder för att öka effekten vid höga varv.

Tväraxel

Fördelar: låg vibration och smidig drift

Nackdelar: tung vikt, stor tröghet, avgasstörningar

Plan axel

Fördelar: enkel struktur, låg tröghet, bra för hög hastighet och motorrespons

Nackdelar: stora vibrationer