Động cơ V8: đặc điểm, ảnh, sơ đồ, thiết bị, thể tích, trọng lượng. Xe có động cơ V8

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Hiện tại, có một số tùy chọn cho các đơn vị điện, tùy thuộc vào cách bố trí và số lượng xi lanh. Động cơ V8 thuộc loại động cơ cấp cao nhất dành cho xe du lịch, vì nó được trang bị cho các mẫu xe thể thao và ưu tú. Do đó, chúng không phổ biến lắm, nhưng có nhu cầu.

Định nghĩa

Động cơ V8 là động cơ V8 với hai hàng bốn xi lanh và một trục khuỷu chung.

Điều kiện cần để Sáng tạo

Vào đầu thế kỷ trước, không có mối liên hệ trực tiếp nào giữa kích thước động cơ và số lượng xi lanh. Tuy nhiên, theo thời gian, các yếu tố như RPM và công suất tăng lên, cũng như động lực giảm chi phí, đã dẫn đến sự ra đời của xi-lanh đặt giữa. Ngoài ra, có một thứ như là sức mạnh lít. Do đó, chúng liên quan đến sức mạnh của động cơ với số lượng xi lanh. Nghĩa là, mỗi hình trụ có một thể tích nhất định, và một công suất nhất định bị loại bỏ khỏi một giá trị thể tích cụ thể. Hơn nữa, những đặc điểm này được tối ưu hóa, tức là vượt xa chúng khisản xuất hàng loạt không có lợi nhuận. Do đó, các mẫu xe phân khối nhỏ bắt đầu được trang bị động cơ phân khối nhỏ với số lượng xi lanh nhỏ, và để đạt được công suất cao, cần phải tạo ra các đơn vị điện nhiều xi lanh có thể tích lớn hơn.

Lịch sử

Động cơ V8 đầu tiên được sản xuất vào năm 1904. Nó được phát triển hai năm trước đó bởi Léon Levasseur. Tuy nhiên, nó không được sử dụng cho ô tô mà được lắp đặt trên máy bay và tàu thuyền nhỏ.

Động cơ xe hơi V8 3536cc đầu tiên3được sản xuất bởi Rolls-Royce. Tuy nhiên, cô ấy chỉ chế tạo 3 chiếc xe được trang bị nó.

Năm 1910, 7773 cm3V8 được giới thiệu bởi nhà sản xuất De Dion-Bouton. Và mặc dù cũng có rất ít xe được trang bị nó, nhưng vào năm 1912, nó đã được giới thiệu tại New York, gây được sự chú ý lớn. Sau đó, các nhà sản xuất Mỹ đã tạo ra những động cơ như vậy.

Chiếc xe tương đối sản xuất hàng loạt đầu tiên có động cơ V8 là Cadillac vào năm 1914. Đó là động cơ van dưới 5429 cm3. Có ý kiến cho rằng thiết kế của nó được sao chép từ đơn vị điện lực của Pháp nói trên. Khoảng 13.000 xe được trang bị nó đã được sản xuất trong năm đầu tiên.

Sau 2 năm, Oldsmobile đã giới thiệu phiên bản động cơ V8 4L.

Năm 1917, Chevrolet cũng tung ra động cơ V8 4.7L, tuy nhiên vào năm sau, nhà sản xuất này đã trở thành một phần của GM, trong đó hai hãng kể trên cũng được chia nhỏ. Tuy nhiên, Chevrolet, không giống như họ, tập trung vào việc sản xuấtnhững chiếc xe được cho là được trang bị động cơ đơn giản hơn, vì vậy việc sản xuất động cơ V8 đã bị dừng lại.

Tất cả các động cơ thảo luận ở trên đều được lắp đặt trên các mẫu xe đắt tiền. Lần đầu tiên, chúng được Ford chuyển sang phân khúc đại chúng vào năm 1932 trên Model 18. Hơn nữa, bộ nguồn này đã có một cải tiến kỹ thuật đáng kể. Nó được trang bị một khối xi lanh bằng gang, mặc dù trước đó việc sản xuất các bộ phận như vậy được một số người coi là không khả thi về mặt kỹ thuật, vì vậy các xi lanh được tách ra khỏi cacte, điều này làm cho chúng khó chế tạo hơn và tốn kém hơn. Để tạo ra một bộ phận một mảnh, cần phải cải tiến công nghệ đúc. Bộ nguồn mới được đặt tên là Flathead. Nó được sản xuất cho đến năm 1954

Ở Mỹ, động cơ V8 trở nên đặc biệt phổ biến vào những năm 30. Chúng trở nên phổ biến đến mức tất cả các loại xe du lịch, ngoại trừ loại xe con, đều được trang bị bộ động lực như vậy. Và những chiếc xe có động cơ V8 vào cuối những năm 1970 chiếm 80% tổng số xe được sản xuất tại Hoa Kỳ. Do đó, nhiều thuật ngữ liên quan đến các hệ thống truyền động này có nguồn gốc từ Mỹ, và động cơ V8 vẫn được gắn với xe Mỹ đối với nhiều người.

Ở Châu Âu, những động cơ này không được phổ biến như vậy. Vì vậy, trong nửa đầu của thế kỷ trước, chỉ những mẫu xe ưu tú được sản xuất nguyên chiếc mới được trang bị chúng. Chỉ trong những năm 50, những động cơ tám xi-lanh nối tiếp đầu tiên hoặc những chiếc ô tô với động cơ V8 mới bắt đầu xuất hiện. Và sau đó một số chiếc sau này được trang bị bộ nguồn do Mỹ sản xuất.

Bố cục

Vào đầu quá khứthế kỷ, có những cách bố trí động cơ rất khác thường cho thời hiện đại, ví dụ, bảy xi-lanh, tám xi-lanh thẳng hàng và hình ngôi sao.

Với sự tinh giản trong thiết kế của động cơ, nhờ sự ra đời của các nguyên tắc trên, số lượng xi lanh ngày nay đã được xác định cho các động cơ tùy thuộc vào công suất của chúng. Và xa hơn, câu hỏi đặt ra về vị trí tối ưu của chúng.

Tùy chọn bố trí đơn giản nhất xuất hiện đầu tiên - sắp xếp thẳng hàng các hình trụ. Loại này liên quan đến việc cài đặt chúng liên tiếp nhau. Tuy nhiên, cách bố trí này phù hợp với động cơ có không quá sáu xi lanh. Trong trường hợp này, các tùy chọn bốn xi lanh phổ biến nhất. Động cơ hai và ba xi-lanh tương đối hiếm, mặc dù chúng đã xuất hiện vào đầu thế kỷ 20. Động cơ năm xi-lanh cũng không phổ biến lắm, ngoài ra, chúng chỉ được phát triển vào giữa những năm 70. Động cơ sáu xi-lanh thẳng hàng hiện đang mất dần tính phổ biến. Cách bố trí thẳng hàng của động cơ tám xi-lanh không còn được sử dụng vào những năm 30.

Việc sử dụng sơ đồ hình chữ V cho động cơ có số lượng xi lanh lớn là do cân nhắc về cách bố trí. Nếu bạn sử dụng cách bố trí thẳng hàng cho các đơn vị điện nhiều xi-lanh, chúng sẽ quá dài và sẽ có vấn đề với việc đặt chúng dưới mui xe. Hiện nay, phổ biến nhất là kiểu bố trí ngang, và rất khó để đặt một đơn vị điện thậm chí sáu xi-lanh thẳng hàng theo cách này. Trong trường hợp này, các vấn đề lớn nhất phát sinh với vị trí của hộp số. Đó là lý do tại sao các động cơ như vậy mang lạisự phổ biến của V6. Cái sau có thể được định vị theo cả chiều dọc và chiều ngang.

Đơn

Phương án đang được xem xét thường được sử dụng nhất trên các động cơ phân khối lớn. Chúng được lắp đặt chủ yếu trên các mẫu xe thể thao và cao cấp, cũng như trên xe SUV hạng nặng, xe tải, xe buýt, máy kéo.

Tính năng

Các thông số chính củaV8 bao gồm âm lượng, công suất, góc khum, tư thế.

Khối lượng

Thông số này là một trong những thông số chính đối với bất kỳ động cơ đốt trong nào. Vào thời kỳ đầu của lịch sử động cơ đốt trong, không có mối quan hệ giữa kích thước động cơ và số lượng xi lanh, và thể tích trung bình lớn hơn nhiều so với bây giờ. Vì vậy, động cơ xi-lanh đơn 10 lít và động cơ sáu xi-lanh 23 lít đã được biết đến.

Tuy nhiên, sau đó, các quy định về thể tích xi lanh được đề cập ở trên và mối quan hệ giữa thể tích và công suất đã được đưa ra.

Như đã đề cập, cách bố trí được đề cập chủ yếu được sử dụng cho các đơn vị điện nhiều lít. Do đó, thể tích của động cơ V8 thường ít nhất là 4 lít. Giá trị tối đa của thông số này đối với động cơ xe ô tô và SUV hiện đại đạt 8,5 lít. Xe tải, máy kéo và xe buýt được trang bị động cơ điện lớn hơn (lên đến 24 lít).

Quyền

Đặc tính này của động cơ V8 có thể được xác định dựa trên công suất lít cụ thể. Đối với động cơ xăng, nó là 100 mã lực. Do đó, động cơ 4 lít có công suất làtrung bình 400 mã lực Do đó, các tùy chọn âm lượng cao hơn sẽ mạnh mẽ hơn. Trong trường hợp của một số hệ thống, đặc biệt là hệ thống tăng áp, dung tích lít tăng lên đáng kể.

Góc chụp camber

Thông số này chỉ phù hợp với động cơ V. Nó được hiểu là góc giữa các hàng trụ. Đối với hầu hết các hệ thống truyền lực, nó là 90 °. Sự sắp xếp các xi lanh này là phổ biến vì nó đạt được mức độ rung động thấp và sự đánh lửa tối ưu của hỗn hợp và tạo ra động cơ thấp và rộng. Cái thứ hai có tác dụng tích cực trong việc xử lý, vì bộ công suất như vậy giúp giảm trọng tâm.

Động cơ có góc khum 60º ít phổ biến hơn. Ít động cơ hơn đáng kể với góc tối thiểu hơn. Điều này làm giảm chiều rộng của động cơ, tuy nhiên, rất khó để làm giảm rung động trên các tùy chọn như vậy.

Có những động cơ có góc quay camber (180º). Nghĩa là, các xylanh của chúng nằm trong một mặt phẳng nằm ngang, và các piston chuyển động về phía nhau. Tuy nhiên, những động cơ như vậy không được gọi là hình chữ V, mà là kiểu boxer và được ký hiệu bằng chữ B. Chúng tạo ra trọng tâm rất thấp, do đó động cơ như vậy được lắp chủ yếu trên các mẫu xe thể thao. Tuy nhiên, chúng rộng nên rất hiếm động cơ boxer do khó bố trí.

Rung động

Những hiện tượng này trong mọi trường hợp đều xuất hiện trong quá trình vận hành động cơ piston. Tuy nhiên, các nhà thiết kế cố gắng giảm thiểu chúng nhiều nhất có thể, vì chúng không chỉảnh hưởng đến sự thoải mái, nhưng ở mức quá mức có thể dẫn đến hư hỏng và phá hủy động cơ.

Trong quá trình hoạt động của nó, các lực và khoảnh khắc đa hướng sẽ tác động. Để giảm rung động, cần phải cân bằng chúng. Một giải pháp cho điều này là thiết kế động cơ sao cho các mômen và lực bằng nhau và ngược chiều nhau. Mặt khác, chỉ cần sửa đổi trục khuỷu là đủ. Vì vậy, bạn có thể thay đổi vị trí của các cổ của nó và lắp đặt các đối trọng trên đó hoặc sử dụng trục cân bằng quay ngược chiều.

Đĩnh đạc

Trước hết, cần lưu ý rằng trong số các động cơ thông thường, chỉ có hai loại là cân bằng - thẳng hàng và boxer, và loại sáu xi lanh. Động cơ của các bố trí khác khác nhau trong chỉ báo này.

Đối với động cơ V8, chúng khá cân bằng, đặc biệt là các biến thể khum góc vuông với tay quay vuông góc. Ngoài ra, sự mượt mà được đưa ra do khả năng đảm bảo sự luân phiên đồng đều của các đèn flash. Những động cơ như vậy chỉ có hai mômen không cân bằng trên má của các xi lanh bên ngoài, có thể được bù hoàn toàn bởi hai đối trọng trên trục khuỷu.

Lợi ích

Động cơ chữ V khác với động cơ thẳng hàng ở việc tăng mô-men xoắn. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi sơ đồ của động cơ V8. Không giống như động cơ thẳng hàng, trong đó phương của các lực là vuông góc trực tiếp, trong động cơ đang xét, chúng tác dụng lên trục từ hai phía theo phương tiếp tuyến. Điều này tạo ra quán tính nhiều hơn đáng kể, tạo ra gia tốc động của trục.

Ngoài ra, trục khuỷu V8 có độ cứng cao. Đó là, yếu tố này mạnh hơn, do đó nó bền hơn và hiệu quả hơn khi làm việc ở các điều kiện hạn chế. Nó cũng mở rộng dải tần hoạt động của động cơ và cho phép nó quay nhanh hơn.

Cuối cùng, động cơ chữ V nhỏ gọn hơn động cơ thẳng hàng. Và chúng không chỉ ngắn hơn mà còn thấp hơn, như có thể thấy từ bức ảnh chụp động cơ V8.

Flaws

Động cơ của bố trí đang được xem xét được phân biệt bởi thiết kế phức tạp, gây ra chi phí cao. Ngoài ra, với chiều dài và chiều cao tương đối nhỏ, chúng rộng. Ngoài ra, trọng lượng của động cơ V8 lớn (từ 150 đến 200 kg), điều này gây ra các vấn đề về phân bổ trọng lượng. Do đó, chúng không được lắp đặt trên xe ô tô nhỏ. Ngoài ra, những động cơ như vậy có mức độ rung đáng kể và rất khó cân bằng. Cuối cùng, chúng rất tốn kém để vận hành. Thứ nhất, điều này là do động cơ V8 rất phức tạp. Ngoài ra, nó có một số lượng lớn các chi tiết. Do đó, việc sửa chữa động cơ V8 rất khó khăn và tốn kém. Thứ hai, những động cơ như vậy có đặc điểm là tiêu thụ nhiên liệu cao.

Phát triển hiện đại

Trong sự phát triển của tất cả các động cơ đốt trong, gần đây đã có xu hướng tăng hiệu suất và tính kinh tế. Điều này đạt được bằng cách giảm khối lượng và sử dụng các hệ thống khác nhau như phun nhiên liệu trực tiếp, tăng áp, điều khiển van biến thiên, v.v. Điều này đã dẫn đếnthực tế là các động cơ lớn, bao gồm cả động cơ V8, đang dần mất đi tính phổ biến. Động cơ nhiều lít hiện đang được thay thế bằng động cơ tăng áp nhỏ hơn. Điều này đặc biệt ảnh hưởng đến các phiên bản V12 và V10, vốn đang được thay thế bằng động cơ V8 tăng áp và sau đó là động cơ V6. Nghĩa là, khối lượng trung bình của động cơ ngày càng giảm, một phần là do hiệu suất được đo bằng lít tăng lên. Hơn nữa, năng suất của họ cũng tăng lên đáng kể so với trước đây nhờ sử dụng các công nghệ hiện đại.

Triển vọng

Bất chấp triển vọng thay thế động cơ đốt trong bằng động cơ điện và các động cơ thân thiện với môi trường khác, chúng vẫn không mất đi sự phù hợp. Trong đó, tùy chọn hình chữ V được đánh giá là rất hứa hẹn. Đến nay, các nhà thiết kế đã phát triển những cách để loại bỏ những khuyết điểm của chúng. Ngoài ra, theo ý kiến của họ, tiềm năng của các bộ nguồn như vậy chưa được bộc lộ hết nên rất dễ nâng cấp.