Продольное и поперечное расположение двигателя: что лучше

Существует множество конструкций автомобилей. Из-за этого между автолюбителями постоянно возникают споры о преимуществах и недостатках того или иного варианта. Например, какое лучше расположение двигателя: продольное или поперечное.

Для ответа на этот вопрос и вообще для того, чтобы выяснить, корректен ли он, необходимо рассмотреть преимущества и недостатки обоих вариантов расположения силовой установки.

Вообще, расположение мотора, как и других узлов, влияет на развесовку и рациональное использование объема кузова и подкапотного пространства. В свою очередь, это отражается на управляемости, удобстве обслуживания и ремонта ДВС, помогает максимально раскрыть потенциал транспортного средства в плане ходовых качеств и т.д.

Содержание статьи

• Продольное расположение двигателя
• Поперечное расположение двигателя
• Подведем итоги

Продольное расположение двигателя

Схема, при которой силовой агрегат в автомобиле устанавливается продольно, то есть, вдоль оси всей конструкции, считается классической. Ранее, как и сейчас, такая компоновка используется для автомобилей, оснащенных задним приводом, а также нередко и на полноприводных машинах. Также продольная установка мотора используется для мощных спорткаров (с задним приводом, разумеется). При этом нередко моторный отсек расположен в задней или средней части кузова.

Когда двигатель расположен продольно, тяга от коленчатого вала к коробке передач передается по самому прямому пути, а значит, с минимальными потерями. Однако закономерно возникают трудности с тем, как реализовать всю эффективность тяги.

Ведь энергию вращения, передаваемую при помощи карданного вала на задние колеса, приходится перенаправлять под углом в 90 градусов, что и делается посредством дифференциала. То есть, в конструкцию вводятся дополнительные элементы, что сказывается как на себестоимости машины, так и на ее весе. Вес в свою очередь влияет на расход топлива.

Еще одним минусом, во всяком случае, для современных городов с интенсивным движением и загруженными улицами, является увеличение габаритов кузова за счет моторного отсека. Если же внешние габариты не увеличивать, то придется сокращать пространство в салоне, тем самым уменьшая комфорт для пассажиров и водителя.

Поперечное расположение двигателя

В этом случае силовой агрегат установлен под капотом перпендикулярно оси кузова машины. В настоящее время поперечное расположение двигателя используется в большинстве случаев. Даже среди спорткаров и суперкаров встречаются, хоть и довольно редко, конструкции именно с такой компоновкой.

Считается, что идея такой установки ДВС поперечно принадлежит англичанам. Британским инженерам необходимо было разместить достаточно мощный двигатель в относительно небольшом подкапотном пространстве одной из первых моделей Mini.

Таким образом, данное конструкторское решение применяется для экономии места при небольших размерах современных машин. Добавляет оно и комфорта в салоне за счет отсутствия выпуклого тоннеля карданного вала – пол получается плоским. Кроме того, актуальным оно оказалось для автомобилей с передним приводом, так как тяга на передние колеса передается почти без потерь.

Еще одним плюсом того, что мотор располагается поперечно, считается лучшая управляемость машиной на скользкой дороге за счет того, что основная масса всей конструкции приходится на переднюю ось и колеса.

Однако такие типы расположения двигателей автомобиля имеют и свои недостатки, о которых нельзя умалчивать. Прежде всего, значительно увеличить мощность «поперечного» двигателя физически (путем наращивания количества цилиндров) практически невозможно. В большинстве своем они имеют относительно небольшой рабочий объем и всего четыре цилиндра.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают двигатели внутреннего сгорания. Из этой статьи вы узнаете о типах ДВС, главных отличиях силовых установок, компоновке и других характеристиках и параметрах.

Во-вторых, исключается возможность перемещения таких двигателей в моторном отсеке (что важно при свапе и тюнинге), так как они нередко занимают все свободное пространство.

Еще отметим, что инженерам пришлось также решать возникшую проблему с необходимостью подруливания во время езды. Она возникала из-за того, что тяги имеют разные размеры (при продольном расположении длина одинаковая) и нет идеального баланса крутящего момента. При этом устранение дополнительных инженерных недостатков, как правило, вызывает некоторое удорожание конструкции.

Подведем итоги

Итак, исходя из всего сказанного выше, можно сделать следующие выводы:

1. Спор касательно того, двигатель расположен вдоль или поперек, что лучше и какую машину выбрать, не имеет большого смысла. Ведь оба типа расположения силовой установки имеют свои преимущества и недостатки, которых примерно равное количество.
2. Как продольное, так и поперечное расположение двигателя имеет право на существование. Каждое решение применяется при решении различных инженерных задач, а также с учетом тех или иных требований к автомобилю.

Схемы расположения агрегатов авто

Главная  /  Учебник по устройству автомобиля  /  Глава 3. Составные части автомобиля и компоновочные схемы » Подраздел 3.2 Схемы расположения агрегатов автомобиля

Изначально схем взаимного расположения агрегатов было немного. Если вспомнить самые первые самодвижущиеся повозки Даймлера и Бенца, то следует отметить, что в них двигатель был расположен сзади, над задней осью. Однако с развитием автомобильной индустрии, конструкторы и инженеры начали решать проблемы, связанные с более рациональным использованием пространства кузова.

Развесовка автомобиля

То, в каком месте расположены двигатель, коробка передач и главная передача влияет на так называемую развесовку автомобиля, а от нее, в свою очередь, напрямую зависит управляемость автомобиля.

Развесовка автомобиля – распределение веса автомобиля на переднюю и заднюю оси, выраженное в процентах. Проще говоря, когда автомобиль стоит на поверхности, он давит на нее с определенной силой, соответствующей его весу. Распределение веса по осям зависит от конструкции транспортного средства.

Примечание

Развесовка указывается в процентах, причем первое число отображает вес, приходящийся на переднюю ось, а второе — вес, приходящийся на заднюю. Например: «60% на 40%» или «50% на 50%».

Компоновочные схемы автомобилей

Расположение основных агрегатов — двигателя, коробки передач и главной передачи — друг относительно друга, в пределах кузова, естественно, называют компоновочной схемой автомобиля.

1. Первая и одна из самых распространенных до недавнего времени схем – классическая.

Под классической компоновкой подразумевается установка двигателя спереди продольно (т. е. вдоль оси автомобиля) над передней осью с приводом на задние колеса (схема изображена на рисунке 3.5).

Рисунок 3.5 Классическая компоновочная схема автомобиля.

При этом коробка передач может быть присоединена к двигателю, а может быть расположена рядом с главной передачей, а в отдельных случаях даже иметь общий с главной передачей корпус (тогда говорят, что «коробка передач в блоке с главной передачей»).

В плане взаимного расположения элементов шасси и двигателя — все предельно просто, но есть недостаток: тоннель в днище кузова, внутри которого проходит карданный вал, передающий вращение от двигателя к колесам, он «съедает» пространство для ног пассажиров заднего сиденья.

2. Продольно расположенный двигатель с приводом на передние колеса (показан на рисунке 3.6). Такая компоновка характерна для автомобилей марки Audi. Данной схемой расположения основных агрегатов конструкторы практически избавились от центрального тоннеля в днище кузова, по крайней мере, в задней части салона.

Рисунок 3.6 Продольное расположение двигателя с приводом на передние колеса.

3. Поперечно расположенный двигатель с приводом на передние колеса (показан на рисунке 3.7). Коробка передач подсоединена к двигателю и имеет общий с главной передачей корпус. Положительным аспектом сего конструктивного решения является компактность всего силового агрегата и возможность рационального и полного использования всего пространства внутри салона автомобиля (отсутствует центральный тоннель и тоннель под коробку передач).

Рисунок 3.7 Поперечное расположение двигателя с приводом на передние колеса.

4. Продольное расположение двигателя за задней осью с приводом на задние колеса (еще называют с «задним расположением двигателя») (показано на рис 3.8). Такая компоновка нынче редкость и применяется, в основном, фирмой Porsche.

Рисунок 3.8 Продольное расположение двигателя за задней осью с приводом на задние колеса.

5. Продольное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса (показано на рис. 3.9). Коробка передач при этом находится за двигателем.

Рисунок 3.9 Продольное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса.

О таком расположении иногда говорят: «двигатель в базе», подразумевая, что геометрически двигатель находится в пределах колесной базы автомобиля (смотрите «Основные технические характеристики автомобиля»).

Примечание
К слову сказать, есть варианты, когда для получения лучшей развесовки по осям, двигатель, расположенный спереди продольно, смещают далеко за переднюю ось, помещая его в пределах колесной базы (такая компоновка показана на рис. 3.10).

Рисунок 3.10 Продольное расположение двигателя за передней осью с приводом на задние колеса.

6. Поперечное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11 Поперечное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса.

Стоит отметить, что практически при любом расположении двигателя возможен привод на все колеса (подробнее об этом — в главе «Трансмиссия»).

Различают два основных варианта полного привода:

• Постоянный полный привод
  Это когда все четыре колеса воспринимают вращение от двигателя постоянно.
• Подключаемый полный привод (большая часть всех современных легковых автомобилей оборудованы именно по такой схеме).
  В этом случае передние или задние колеса подключаются (в дополнение к основным ведущим колесам) к тяге двигателя через специальный механизм (муфту), только когда электроника сочтет это нужным, например, если ведущие колеса начнут буксовать.

Подраздел 3.1 Основные элементы легкового автомобиля

Очистители и омыватели стекол Система пуска. Стартер, его устройство и работа

Подраздел 3.3 Основные технические характеристики автомобиля

 

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus

Объяснение расположения 12-ти цилиндровых двигателей! – Engineerine

Знаете ли вы, что некоторые двигатели имеют до 48 цилиндров и до 12 компоновок двигателей? О некоторых из этих макетов вы даже не слышали раньше! Мы перечислим все компоновки цилиндровых двигателей и кратко опишем каждую из них.

Одноцилиндровые двигатели

Одноцилиндровые двигатели, часто называемые тамперами, имеют один поршень и один цилиндр. Их обычно можно увидеть на мотоциклах, скутерах, картингах, вездеходах, переносных инструментах, садовых машинах и некоторых других транспортных средствах.

Одноцилиндровые двигатели проще и компактнее многоцилиндровых. В одноцилиндровых двигателях воздушное охлаждение обычно более эффективно, чем в многоцилиндровых двигателях, из-за большей пропускной способности воздушного потока вокруг цилиндров со всех сторон.

Прямолинейные/рядные двигатели

Источник: torque.com.sg

В прямолинейных двигателях, также известных как рядные двигатели, все цилиндры выстроены по прямой линии вместе с коленчатым валом без смещения. Наклонный двигатель — это прямой двигатель, расположенный под углом.

Поскольку ряд цилиндров и коленчатый вал могут быть изготовлены из одной металлической отливки, прямолинейный двигатель построить проще, чем любой другой двигатель.

Прямолинейные двигатели имеют различные конфигурации:

• Прямой-2: известен как «параллельный сдвоенный» и используется в основном в мотоциклах
• Прямой-3: известен как «рядный-тройной».
• Straight-4: Это наиболее часто используемый тип для автомобилей.
• Прямой-5
• Прямой-6
• Straight-8
• Straight-10
• Straight-12
• Straight-14

V-образные двигатели

V-образные двигатели, часто называемые V-образными двигателями, имеют цилиндры, расположенные в двух параллельных плоскостях или рядах ,’ соединены с одним и тем же коленчатым валом. Поскольку ряды цилиндров расположены под углом друг к другу с передней стороны двигателя, они кажутся буквой «V».

Длина V-образного двигателя обычно меньше, чем у аналогичного рядного двигателя, но компромиссом является большая ширина.

Двигатели V бывают различных конфигураций:

• V2: известный как «V-twin».
• V3
• V4
• V6
• V8
• V10
• V12
• V14
• V16
• V18
• V20
• V24
• VR5: имеют одинарную головку блока цилиндров с узким углом V.
• VR6: имеют одинарную головку блока цилиндров с узким V-образным углом.

Плоские двигатели

Источник: Subaru

Двигатели с двумя рядами цилиндров по обе стороны от одного коленчатого вала называются «горизонтально-оппозитными» или «оппозитными».

Обязательно прочитайте эту статью, чтобы узнать разницу между оппозитными и оппозитными двигателями.

Плоские двигатели имеют преимущества компактности, низкого центра тяжести и пригодности для охлаждения воздухом. Плоские двигатели имеют лучшую первичную балансировку, чем прямые двигатели, что приводит к меньшей вибрации.

Плоские двигатели бывают разных конфигураций:

• Плоские два
• Плоские четыре
• Плоские шесть
• Плоские восемь
• Плоско-двенадцатицилиндровый двигатель

Двигатели с оппозитными поршнями

Источник: wiki commons пара поршней делит одну камеру сгорания.

В прошлом двигатели с оппозитными поршнями, работающие на бензине или дизельном топливе, в основном использовались на кораблях, военных танках и промышленных предприятиях.

Вт двигателей

Источник: Техническая 3D-анимация / YouTube

Как и у двигателей V, у двигателей W ряды цилиндров сконфигурированы так, что они выглядят как буква W. Три или четыре ряда цилиндров поршневого двигателя имеют один и тот же коленчатый вал. Двигатели W не так распространены, как двигатели V, они короче и шире, чем двигатели V.

Одним из самых популярных двигателей W является двигатель Bugatti W16. Подробнее об этом можно прочитать в этом блоге.

Двигатели W поставляются в различных конфигурациях:

• W3
• W6
• W8
• W12
• W16
• W18
• W24
• W30

Двигатели X

Источник: oldmachinepress

Слышали ли вы раньше о движке X? Я не готовил эту статью.

Если смотреть спереди, цилиндры двигателя X образуют букву «X». Двигатель X имеет четыре ряда цилиндров, окружающих один коленчатый вал. Преимущество двигателей X в том, что они короче двигателей V с таким же количеством цилиндров, но они тяжелее и сложнее. В результате на протяжении многих лет эта договоренность практически не использовалась.

Сочетание двух двигателей V легло в основу нескольких конструкций двигателей X. Например, два двигателя V соединены общим коленчатым валом, образуя двигатель X. Было много двигателей В-12, которые переделали в Х-24.

Двигатели U

Источник: vcr-i.eu

Блок цилиндров U выглядит как буква «U», если смотреть спереди.

В двигателе типа U есть два отдельных прямолинейных двигателя, каждый со своим коленчатым валом. Четырехцилиндровый двигатель U является наиболее распространенным, известным как четырехцилиндровый двигатель.

В период с 1915 по 1987 год было построено несколько двигателей U для использования в самолетах, гоночных автомобилях, гоночных и шоссейных мотоциклах, локомотивах и танках. Однако они были гораздо менее распространены, чем двигатели V.

Двигатели H

Источник: Майкл Фрей / wiki commons Двигатели

H, как и двигатели U, состоят из двух плоских двигателей, которые соединены вместе с помощью шестерен или цепей. При виде спереди блоки двигателя напоминают букву «Н». Были построены двигатели H от 4 до 24 цилиндров.

В 1930-х и 1940-х годах авиационные двигатели в основном использовали архитектуру двигателя H. 16-цилиндровый двигатель H использовался в автомобиле Lotus 43 Formula One 1966 года, а 8-цилиндровый двигатель H использовался в гонках на моторных лодках 1970-х годов.

Горизонтальный двигатель K

Источник: Glue-it

K!! Да, этот двигатель выглядит как буква «К», если смотреть спереди. В этой компоновке двигателя на шатунную шейку приходится четыре цилиндра в форме буквы «К», вертикальная сторона которой параллельна земле.

Эта конфигурация двигателя предложена и проанализирована Рушираджем Каджем. Это обеспечивает лучший баланс и меньшие потери на трение. Такая компоновка двигателя идеально подходит для морских судов, суперкаров и локомотивов, для которых требуется 8, 12 или даже 20 цилиндров.

Радиальные двигатели

Источник: Amazon

В радиальном двигателе всего один коленчатый вал, и все поршни расположены на одном месте на коленчатом валу. Этот тип двигателя использовался в основном для самолетов.

Одним из самых популярных радиальных двигателей является 28-цилиндровый двигатель Pratt & Whitney R-4360. Подробнее об этом можно прочитать в этом блоге.

Двигатели Delta Δ

Источник: Old Machine Press

Двигатели Delta имеют противоположные поршневые цилиндры, расположенные в трех различных плоскостях или «рядах», которые имеют форму буквы «Δ», если смотреть вдоль главной оси. Двигатель Napier Deltic является хорошо известным примером такой конструкции.

Этот дизельный двигатель используется в основном на кораблях и локомотивах. Цилиндры были расположены необычным треугольным расположением с коленчатым валом на каждом углу, что делало этот двигатель уникальным.

Хватит!

Думаю это много компоновок двигателя! Но кто сказал, что это все?

Есть еще некоторые компоновки цилиндровых двигателей, но они менее распространены.

Иди и найди их сам. И если вы уже знаете, пожалуйста, укажите их в разделе комментариев ниже, чтобы всем была полезна эта информация.

Какая компоновка двигателя в целом, по вашему мнению, является наилучшей? И какой из них, по вашему мнению, мог бы иметь больший потенциал, если бы его лучше использовали?

4.8 4 голосов

Рейтинг статьи

V-образный против рядного против плоского

Когда Генри Форд собрал свой первый автомобиль в 1896 году, он установил небольшой одноцилиндровый бензиновый двигатель на раму с двумя парами велосипедных колес: это был первый Оживший двигатель Ford, спроектированный на кухонном столе в доме Генри Форда в Детройте. А для первого автомобиля Ford Motor Company, Model A, они разработали двухцилиндровый оппозитный двигатель мощностью восемь лошадиных сил.

Но, конечно, те времена давно прошли. Автомобильная промышленность стремительно развивалась и породила всевозможные типы двигателей, среди которых победили и прославились V-образный, рядный и плоский. Каждая из упомянутых компоновок двигателей имеет свои преимущества и недостатки, что делает несправедливым выбор одной из них в качестве окончательного двигателя для всех типов автомобилей. Однако каждый из этих движков специализируется на определенной нише с уникальным набором черт и возможностей.

СВЯЗАННЫЕ: Вот разница между средней и задней установками двигателя

V-образная мощность: вершина автомобильной инженерии

Через Wikimedia Commons

Как следует из названия, V-образная конфигурация состоит из двух рядов цилиндров, расположенных друг против друга, часто под углом шестьдесят или девяносто градусов. (У некоторых Ferrari есть двигатели V12 с углом развала цилиндров 180 градусов, которые не следует путать с плоскими двигателями.) V-образные двигатели обычно имеют 6, 8, 10 и 12 цилиндров.

Происхождение V-образной компоновки можно проследить до конца 19 века.В 1889 году Вильгельм Майбах разработал двухцилиндровый V-образный двухцилиндровый двигатель для автомобиля Daimler Stahlradwagen 1889 года выпуска. Позже, в начале 1900-х годов, двигатели V6 и V12 пробили свой путь к жизни в качестве лодочных двигателей. Двигатели V12 быстро стали популярными в серийных автомобилях уже в 1916 году. Однако только в 1950 году благодаря Lancia Aurelia двигатели V6 стали использоваться в стандартных серийных автомобилях.

В основном это было связано с балансировкой двигателя. V12 был мощным со сбалансированными силами двигателя (это означает, что вибрации двигателя были минимальными, что приводило к плавной езде). Но нечетное количество цилиндров в каждом ряду неизбежно приводит к дисбалансу сил двигателя. В результате производителям, желающим использовать двигатели V6 (или V10), приходится прилагать дополнительные усилия для обеспечения бесперебойной работы всего устройства. Но четное количество цилиндров в каждом ряду обеспечивает гораздо более плавную работу двигателя, чем рядная конфигурация.

V-образные двигатели короче своих рядных собратьев, что означает более короткие капоты, но они увеличивают ширину автомобиля. Рядный с восемью цилиндрами (или более) был бы слишком длинным и теряет практичность в стандартных серийных автомобилях. Более того, V-образные двигатели могут создавать относительно больший крутящий момент при более низких оборотах по сравнению с рядными двигателями.

С другой стороны, V-образные двигатели более сложны и требуют большего количества деталей, чем рядные двигатели, что делает их более дорогими. Вот почему двигатели V8 и V12 более широко известны своим появлением в автомобилях с более высокими характеристиками и в роскошных автомобилях.

СВЯЗАННЫЙ: Вот эволюция модельного ряда V12 от Lamborghini Рядный двигатель, обычно собираемый с 3, 4, 5 и 6 цилиндрами, известен своей простой и экономичной конструкцией. Трех- и четырехцилиндровые конфигурации отлично подходят для компактных автомобилей.

Рядная конфигурация в значительной степени утратила свою популярность и уступила место аналогам для мощных автомобилей. Одной из основных причин являются участки такой конструкции. Как обсуждалось ранее, рядные двигатели с большим количеством цилиндров имеют тенденцию становиться длинными, что делает такие компоновки, как рядные восьмерки, практически непригодными для массового производства автомобилей.

Рядный двигатель построить намного проще, чем плоский или V-образный. Рядные двигатели требуют меньше головок цилиндров и распределительных валов и могут быть намного более доступными. Рядные шестицилиндровые двигатели естественно сбалансированы, что означает очень плавную езду для пассажиров. Трех- и четырехцилиндровые рядные двигатели имеют разбалансированные силы двигателя, но они предпочтительнее в компактных и более доступных автомобилях из-за их экономичности.

Пожалуй, самым известным производителем, использующим рядные шестицилиндровые двигатели, является BMW. Audi и Volvo являются ведущими производителями рядных пятицилиндровых двигателей. Однако конфигурации с рядной четверкой широко используются в различных автомобилях, таких как Honda Civic Type R, Ford Focus ST, Fiat 500 Abarth и VW Golf R9.0003

СВЯЗАННЫЙ: Замена Toyota Inline-Six на Volvo C70 была только началом Плоский двигатель, обычно с четырьмя или шестью цилиндрами, получил свое название от того, как цилиндры расположены горизонтально и напротив друг друга: два набора цилиндров расположены по обе стороны от коленчатого вала.