Silnik prosty ósemkowy - Straight-eight engine
Silnik prosto osiem lub rolki osiem silników (często w skrócie jako I8 lub L8) jest ośmiocylindrowy silnik spalinowy ze wszystkich ośmiu siłowniki zamontowane w linii prostej wzdłuż skrzyni korbowej . Typ został wyprodukowany w konfiguracjach z zaworem bocznym , IOE , górnozaworowym , tulejowo-zaworowym i górno-krzywkowym .
Prosta ósemka może być zsynchronizowana w czasie dla wewnętrznego równowagi pierwotnej i wtórnej , bez niezrównoważonych sił lub momentów pierwotnych lub wtórnych. Jednak drgania skrętne wału korbowego , występujące w pewnym stopniu we wszystkich silnikach, są wystarczające, aby wymagać zastosowania tłumika harmonicznego na końcu wału korbowego. Bez takiego tłumienia mogą wystąpić pęknięcia zmęczeniowe w pobliżu tylnego czopu łożyska głównego , prowadzące do awarii silnika.
Chociaż sześciocylindrowy silnik rzędowy może być również zsynchronizowany z wewnętrznym wyważeniem pierwotnym i wtórnym, rzędowa ósemka wytwarza więcej uderzeń mocy na obrót i w rezultacie będzie działać płynniej pod obciążeniem niż rzędowa szóstka. Ponadto, ze względu na parzystą liczbę uderzeń mocy na obrót, ósemka rzędowa nie wytwarza nieprzyjemnych drgań harmonicznych nieparzystego rzędu w układzie napędowym pojazdu przy niskich prędkościach obrotowych silnika.
Płynne właściwości jezdne rzędowej ósemki sprawiły, że była popularna w luksusowych i wyścigowych samochodach z przeszłości. Jednak długość silnika wymagała zastosowania długiej komory silnika, przez co podstawowa konstrukcja była nie do przyjęcia w nowoczesnych pojazdach. Ponadto, ze względu na długość silnika, drgania skrętne zarówno w wale korbowym, jak i wale rozrządu mogą niekorzystnie wpływać na niezawodność i osiągi przy dużych prędkościach. W szczególności zjawisko określane jako „bicz wału korbowego” spowodowane działaniem siły odśrodkowej na wyrzuty korby przy wysokich obrotach silnika , może powodować fizyczny kontakt korbowodów ze ściankami skrzyni korbowej , prowadząc do zniszczenia silnika. W rezultacie konstrukcja została prawie całkowicie wyparta przez krótszą konfigurację silnika V8 .
Wczesny okres (1903-1918)
Pierwsza prosta ósemka została zaprojektowana przez Charrona, Girardota et Voigta (CGV) w 1903 roku, ale nigdy nie została zbudowana. Wielkimi krokami zostały wykonane podczas I wojny światowej , jak Mercedes wyprostowane osiem silników lotniczych jak Mercedes D.IV . Zalety rzędowego silnika ósemkowego do zastosowań lotniczych obejmowały wydajność aerodynamiczną długiej, wąskiej konfiguracji oraz naturalną równowagę silnika, dzięki której przeciwwagi na wale korbowym nie są konieczne. Wady skręcania korby i wałka rozrządu nie były brane pod uwagę w tym czasie, ponieważ silniki lotnicze w tamtych czasach działały z niską prędkością, aby utrzymać prędkość końcówki śmigła poniżej prędkości dźwięku.
W przeciwieństwie do konfiguracji silnika V8, której przykłady były używane w samochodach De Dion-Bouton , Scripps-Booth i Cadillac do 1914 roku, przed 1920 rokiem w samochodach produkcyjnych nie stosowano żadnych rzędowych ośmiu silników.
Okres międzywojenny (1919–1941)
Luksusowe samochody
Włoszka Isotta Fraschini zaprezentowała pierwszy seryjny ósemkę w swoim Tipo 8 na Salonie Paryskim w 1919 r. Leyland Motors zaprezentował swój luksusowy samochód rzędowy Leyland Eight OHC z napędem OHC na Międzynarodowej Wystawie Motoryzacyjnej w Olimpii w Londynie w 1920 r. Bracia Duesenberg przedstawili ich pierwsza produkcja prosto ósemka w 1921 roku.
Osiem prostych silników było używanych w drogich luksusowych i wyczynowych pojazdach aż do II wojny światowej. Bugattis i Duesenbergs powszechnie używali podwójnych rzędowych silników krzywkowych . Inne godne uwagi samochody z ośmioma silnikami prostymi zostały zbudowane przez Daimlera , Mercedes-Benz , Isotta Fraschini , Alfa Romeo , Stutz , Stearns-Knight i Packard . Jedną z cech marketingowych tych silników była ich imponująca długość — niektóre silniki Duesenberga miały ponad 1,2 m długości, co skutkowało długimi maskami (maskami) występującymi w tych samochodach.
Samochody premium w Stanach Zjednoczonych
W Stanach Zjednoczonych w latach dwudziestych producenci samochodów, w tym Chandler , Marmon , Gardner i Auburn , zaczęli używać rzędowych ośmiu silników w samochodach przeznaczonych dla klasy średniej. Producent silników Lycoming zbudował ośmiocylindrowe silniki na sprzedaż producentom samochodów, w tym Gardner, Auburn i Locomobile . Lycoming został kupiony przez właściciela Auburn, Erretta Lobbana Corda , który użył Lycominga rzędowego ósemki w swoim samochodzie Cord L-29 z przednim napędem , i zlecił Lycomingowi zbudowanie rzędowego silnika ósemki dla Duesenberg Model J , który został zaprojektowany przez Duesenberga. bracia dla należącej do Cord firmy Duesenberg Inc. Producenci samochodów należący do Cord Corporation, w skład której wchodzili Auburn, Cord i Duesenberg, zostali zamknięci w 1937 roku. Lycoming kontynuuje działalność do dnia dzisiejszego jako producent silników lotniczych.
Pod koniec lat 20. XX wieku sprzedawcy hurtowi Hudson i Studebaker wprowadzili ośmiocylindrowe silniki do pojazdów premium w swoich liniach. Zostały one następnie na początku 1930 przez Nash (z jednostką podwójnego zapłonu), REO , a Buick , Oldsmobile i Pontiac działów General Motors .
Buicka prosto osiem był górny zawór konstrukcja, a oldsmobile'a prostych 8 and pontiac prosto-8 prostołańcuchowy ósemki były silniki płaskiego . Chevrolet, jako marka klasy podstawowej, nie miał ósemki. Cadillac, luksusowa marka General Motors, pozostała przy swoich tradycyjnych silnikach V8. Aby silniki były tak płynne, jak ósemki swoich konkurentów, Cadillac wprowadził do swoich V8 wał korbowy typu crossplane i dodał silniki V12 i V16 na szczyt swojej gamy.
Ford nigdy nie przyjął prostej ósemki; ich podstawowe samochody Forda używały silników V8 z płaskim łbem do lat 50. XX wieku, podczas gdy ich luksusowe samochody Lincoln używały V8 od lat 30. do 80. XX wieku i silników V12 w latach 30. i 40. XX wieku. Chrysler używał płaskich ósemek w swoich samochodach klasy premium Chrysler, w tym w luksusowym modelu Imperial.
sterowce
Brytyjski sztywny sterowiec R101 był wyposażony w pięć ośmiocylindrowych rzędowych silników Diesla Beardmore Tornado Mk I. Silniki te miały dawać moc 700 KM (520 kW) przy 1000 obr./min, ale w praktyce osiągały moc ciągłą tylko 585 KM (436 kW) przy 900 obr./min.
Powojenny
Po II wojnie światowej zmiany na rynku motoryzacyjnym spowodowały upadek i ostateczne wyginięcie ósemki jako silnika samochodowego. Głównymi użytkownikami rzędowej ósemki były amerykańskie samochody luksusowe i premium, przeniesione sprzed wojny. Flxible inter-city bus używane Buick prosto-osiem.
W czasie II wojny światowej udoskonalenia technologii rafineryjnej stosowanej do produkcji benzyn lotniczych spowodowały, że pojawiły się duże ilości niedrogiej wysokooktanowej benzyny. Silniki można projektować z wyższym stopniem sprężania, aby wykorzystać wysokooktanową benzynę. Doprowadziło to do bardziej obciążonych silników, co zwiększyło ograniczenia długiego wału korbowego i wałka rozrządu w silnikach rzędowych.
Oldsmobile zastąpił rzędowy ośmiocylindrowy silnik z płaską głowicą górnozaworowym silnikiem V8 w 1949 roku, kiedy to Cadillac V8 został zmieniony na taki z górnymi zaworami. Chrysler zastąpił swoją ósemkę słynnym Hemi V-8 w 1951 roku. Hudson wycofał swoją rzędową ósemkę pod koniec roku modelowego 1952. Buick wprowadzono (4,0" otwór x 3 13 / 64 "skok = 322 in³ (5,277 L)) V8 z 1953 roku, z podobnym wyporowa jego (3, 7 / 16 " otworu x 4 5 / 16 "udar = 320,2 in³ (5,247 L)) prosty-8, ten ostatni produkowany do końca roku modelowego 1953. Do końca roku modelowego 1954 Pontiac utrzymywał produkcję rzędowej ósemki, a także sześciocylindrowego L-head , po którym V8 stał się standardem. Packard zakończył produkcję swojej charakterystycznej ósemki pod koniec 1954 roku, zastępując ją górnym zaworem V8.
Pod koniec lat 70. górnozaworowe silniki V8 napędzały 80% samochodów zbudowanych w USA, a większość pozostałych miała silniki sześciocylindrowe.
W Europie wiele fabryk samochodów zostało zniszczonych podczas II wojny światowej i minęło wiele lat, zanim zniszczone wojną gospodarki odbudowały się na tyle, aby duże samochody znów stały się popularne. Zmiana konstrukcji samochodów z długiej komory silnika między oddzielnymi błotnikami na nowoczesną konfigurację z krótszą komorą silnika szybko doprowadziła do upadku silnika rzędowego 8. W związku z tym i cenami benzyny kilkakrotnie droższymi niż w USA, cztero- i sześciocylindrowe silniki napędzały większość samochodów w Europie, a nieliczne produkowane auta ośmiocylindrowe były w konfiguracji V8.
zastosowanie wojskowe
Armia brytyjska wybrała serię ośmiu rzędowych silników Rolls-Royce B80 z rodziny pojazdów opancerzonych Alvis FV 600. Alvis Saladin opancerzony wóz był projekt 6x6 z komory silnika z tyłu, a 76,2 niskociśnieniowego pistoletu wieżyczki w centrum i kierowcy z przodu. Transporter opancerzony Saracen miał silnik z przodu z kierowcą pośrodku i miejsce dla maksymalnie dziewięciu żołnierzy z tyłu. Stalwart przewoźnik amfibie logistyka posiada kabinę kierowcy nad przednimi kołami, tym większy silnik B81 w tył i dużą przestrzeń ładunkową nad środkowym i tylnym. Pojazd strażacki Salamander był nieopancerzony i przypominał Stalwarta z konwencjonalną nadbudową wozu strażackiego.
Silniki z serii Rolls-Royce B80 były również wykorzystywane w innych zastosowaniach wojskowych i cywilnych, takich jak ciężarówka wojskowa Leyland Martian , silnik wyciągarki w Centurion ARV i różne wozy strażackie Dennis .
Samochody wyczynowe i wyścigowe
Pomimo niedociągnięć w zakresie długości, masy, tarcia łożysk i drgań skrętnych, które doprowadziły do powojennego upadku rzędowej ósemki, rzędowa ósemka była konstrukcją silnika o wysokich osiągach, którą wybierano od późnych lat dwudziestych do późnych lat czterdziestych i nadal się wyróżniała. w sporcie motorowym do połowy lat pięćdziesiątych. Bugatti, Duesenberg, Alfa Romeo , Mercedes-Benz i Miller zbudowali udane samochody wyścigowe z wysokowydajnymi ośmioma prostymi silnikami z dwoma górnymi wałkami rozrządu w latach 20. i 30. XX wieku.
W Duesenberg braci wprowadziła pierwszy udanej prostym osiem silnika wyścigowego w 1920 roku, kiedy ich silnik 3 litry na trzecim, czwartym i szóstym na Indianapolis 500 . W następnym roku jeden z ich samochodów wygrał Grand Prix Francji , a dwa inne zajęły w wyścigu czwarte i szóste miejsce. Na podstawie prac firma uczynił w silnikach 16-cylindrowych samolotów podczas I wojny światowej , z wałkiem rozrządu w głowicy , trzy-valve-per-cylinder silnika wytwarzana 115 hamulca KM (86 kW ) przy 4.250 obr./min , i był zdolny revving do zadziwiającą (w tym czasie) 5000 obr./min. Żaden silnik Grand Prix przed wojną nie osiągał maksymalnej prędkości powyżej 3000 obr./min.
Bugatti eksperymentował z ośmioma silnikami rzędowymi od 1922 roku, aw 1924 wprowadził 2 L Bugatti Type 35 , jeden z najbardziej udanych samochodów wyścigowych wszechczasów, który ostatecznie wygrał ponad 1000 wyścigów. Podobnie jak Duesenbergowie, Bugatti czerpał swoje pomysły z budowy silników lotniczych podczas I wojny światowej i podobnie jak oni, jego silnik był wysokoobrotowym zespołem wałka rozrządu z trzema zaworami na cylinder. Wytwarzał 100 KM (75 kW) przy 5000 obr./min i mógł zostać rozkręcony do ponad 6000 obr./min. Wyprodukowano prawie 400 egzemplarzy Type 35 i jego pochodnych, co jest rekordem wszech czasów w wyścigach samochodowych Grand Prix .
.jpg)
Alfa Romeo jako pierwsza zareagowała na problemy inżynieryjne ósemki: w swoich silnikach wyścigowych dla modeli P2 i P3 oraz w samochodach sportowych Alfa Romeo 8C 2300/2600/2900 Mille Miglia i Le Mans sławny napęd wałka rozrządu został przeniesiony do środka silnika, między cylindrami czwartym a piątym, zmniejszając w ten sposób wspomniane ograniczenia. Prosta ósemka została w rzeczywistości zbudowana jako symetryczna para rzędowych czterech silników połączonych pośrodku we wspólnych przekładniach wałków rozrządu i sprężarek. Miał dwa górne wałki rozrządu, ale tylko dwa zawory na cylinder.
Alfa Romeo ósemka powróciła po II wojnie światowej, aby zdominować pierwszy sezon wyścigów Formuły 1 w 1950 roku i wygrać drugi sezon z konkurencją ze strony samochodu Ferrari z silnikiem V12 w 1951 roku. Alfa Romeo 158/159 Alfetta został zaprojektowany w 1937 roku i wygrał 47 z 54 Grand Prix zgłoszonych w latach 1938-1951 (z sześcioletnią przerwą w środku spowodowaną wojną). Do 1951 roku ich 1,5- litrowe silniki z doładowaniem mogły wytwarzać 425 KM (317 kW) przy 9300 obr./min i osiągać obroty do 10500 obr./min. Jednak silniki były u kresu swoich możliwości, a zmiany zasad na sezon 1952 sprawiły, że Alfettas stały się przestarzałe.
Mercedes-Benz stworzył ostatnie osiem rzędowych bolidów wyścigowych w 1955 roku, w tym zwycięski samochód wyścigowy Formuły 1 W196 i sportowy samochód wyścigowy 300SLR . 300SLR słynął Stirling Moss i Denis Jenkinson „s zwycięstwo w 1955 Mille Miglia , ale notorycznie Pierre Levegh ” s śmiertelnego wypadku Pod 24h Le Mans 1955 . 300SLR był ostatnim rozwinięciem projektu Alfa Romeo z początku lat 30. XX wieku, ponieważ nie tylko wałek rozrządu, ale teraz także skrzynia biegów była napędzana od środka silnika. Inżynierowie obliczyli, że naprężenia skręcające byłyby zbyt wysokie, gdyby pobierali moc z końca długiego wału korbowego, więc umieścili centralną przekładnię zębatą na środku (która również napędzała podwójne wałki rozrządu, podwójne magnesy i inne akcesoria) i uruchomili napęd wał do obudowy sprzęgła z tyłu.
Bibliografia
Książki
- Daniels, Jeff (2002). Siła napędowa: ewolucja silnika samochodowego . Wydawnictwo Haynesa. Numer ISBN 1-85960-877-9.
- Georgano, GN (1985). Samochody: wczesne i zabytkowe, 1886-1930 . Londyn: Grange-Universal.
- Ludvigsen, Karl (2001). Klasyczne silniki wyścigowe . Wydawnictwo Haynesa. s. 22–25. Numer ISBN 1-85960-649-0.
Strony internetowe
- Daviesa, Jana Williama. "Walijski sport motorowy - samochody" . Johna Williama Daviesa. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2012-10-09 . Źródło 2009-01-20 .
- van Damme, Stéphane . „Histomobile: Leyland – lata 20. XX wieku” . Stéphane van Damme . Źródło 2009-01-20 .