Silnik V4 - V4 engine

1990-2002 Honda ST1100 montowany wzdłużnie silnik V4

V4 to czterocylindrowy silnik tłokowy , gdy cylindry mają wspólny wał korbowy, i są rozmieszczone w układzie V .

Silnik V4 jest mniej popularny w porównaniu do silników rzędowych . Jednak silniki V4 były używane w samochodach, motocyklach i innych zastosowaniach.

Projekt

Większość silników V4 ma dwa czopy korbowe, które są wspólne dla przeciwległych cylindrów. Wał korbowy jest zwykle podtrzymywany przez trzy główne łożyska .

W porównaniu do bardziej popularnego układu czterocylindrowego silnik V4 jest znacznie krótszy. Chociaż można stosować różne kąty V, jeśli dwa tłoki są ustawione pod kątem 90° ze wspólnymi czopami korbowymi, silnik oferuje dodatkową zaletę doskonałego wyważenia pierwotnego, które zmniejsza wibracje. Konstrukcja może również skutkować mniejszą parą kołysania niż silnik rzędowy czterocylindrowy, a krótszy wał korbowy jest mniej podatny na skutki drgań skrętnych ze względu na zwiększoną sztywność.

Wady silników V4 obejmują jego konstrukcję, która jest z natury szersza w porównaniu z silnikami rzędowymi 4, a także wymaganie dwóch kolektorów wydechowych, dwucylindrowych głowic i dwóch układów zaworowych (co wymaga dwóch lub czterech wałków rozrządu dla silników z górnym krzywką), a nie tylko jedna głowica cylindra, jeden kolektor, jeden układ zaworów i jeden lub dwa wałki rozrządu dla silnika rzędowego z czterema silnikami. Posiadanie dwóch oddzielnych banków komponentów zwiększa koszty i złożoność.

Ponieważ silniki V4 są szersze niż silniki rzędowe cztery, włączenie napędów pomocniczych, układów dolotowych i układów wydechowych przy zachowaniu kompaktowych rozmiarów może być trudniejsze. Chociaż silnik 60 ° V4 jest bardziej kompaktowy niż silnik 90 ° V4, konstrukcja 60 ° nie zapewnia idealnego wyważenia podstawowego (jeśli czopy korbowe nie są rozdzielone) i dlatego często wymaga wałka wyrównoważającego w celu zmniejszenia wibracji. Dodatkowo każdy (czterosuwowy) silnik V4 ze wspólnymi czopami korbowymi będzie pracował nierównomiernie i potencjalnie będzie wymagał cięższego koła zamachowego.

Wykorzystanie samochodów

1960-1994 ZAZ Zaporożec chłodzony powietrzem V4
1963-1976 Silnik Lancia V4;
1970-1974 silnik Ford Taunus V4 (w Saab Sonett III)

Najwcześniejsze zastosowanie silników V4 w motoryzacji miało miejsce w wyścigach Grand Prix (później nazwanych „Formuła 1”). Jednym z pionierskich silników V4 był zbudowany we Francji samochód Mors z tylnym silnikiem z 1898 roku . W tym czasie brak wibracji z silnika V4 był kluczowym punktem sprzedaży. Jednak silnik V4 samochodu został zastąpiony konwencjonalnym silnikiem rzędowym cztery do 1901 roku.

W Grand Prix Francji w 1907 roku samochód zgłoszony przez J. Waltera Christie używał silnika V4 o pojemności 19 891 cm3 (1214 cu in), największego silnika, jaki kiedykolwiek użyto w wyścigu Grand Prix. Silnik montowany był poprzecznie z przodu, a samochód posiadał napęd na przednie koła. Samochód wycofał się z Grand Prix Francji po zaledwie czterech okrążeniach, jednak później ustanowił rekord prędkości 164 km/h (102 mph).

Pierwszym silnikiem V4 zastosowanym w samochodach produkcyjnych był silnik Lancia V4, który po raz pierwszy zastosowano w Lancii Lambda z 1922 roku . Silnik Lancii był konstrukcją o wąskim kącie z kątem 20 stopni między rzędami i pojedynczą głowicą cylindrów z jednym górnym wałkiem rozrządu dzielonym na oba rzędy. Wykorzystano również aluminium zarówno w bloku, jak i głowicy (co było niezwykłe jak na tamte czasy). Lancia produkowała silniki V4 do 1976 roku, kiedy to zastąpiono je płaskimi czterema silnikami.

1960-1994 ZAZ Zaporożec to radziecki samochód typu miejskiego, który wykorzystywał montowany z tyłu silnik V4. Silnik ten został oparty na konstrukcji używanej w wojskowym pojeździe desantowym LuAZ-967 . Zawierała chłodzenie powietrzem z blokiem magnezowym i była produkowana w przemieszczeniach od 0,7-1,2 l (43-73 cali sześciennych).

AMC Chłodzony powietrzem 108 było 108 cu w (1,8 litra) silnik zbudowany od 1960 do 1963 roku, do stosowania w lekkiej M422 Mighty Mite pojazdu wojskowego. M422 został opracowany przez American Motors Corporation (AMC) w Stanach Zjednoczonych i specjalnie zaprojektowany do transportu helikopterem.

Począwszy od lat 60. europejskie oddziały Forda produkowały dwa niepowiązane ze sobą silniki V4. Pierwszym z nich był silnik Ford Taunus V4 , produkowany w Niemczech od 1962 do 1981 roku. Taunus był 60-stopniowym silnikiem V4 z chłodzeniem wodnym i górnymi zaworami. Początkowo przeznaczony do użytku w samochodach z silnikiem z przodu, był używany w różnych modelach Forda, a także w modelach Saab 95 , Saab 96 , Saab Sonett z napędem na przednie koła . Zastosowano go również w samochodzie sportowym Matra 530 z silnikiem umieszczonym centralnie . Drugim silnikiem Forda V4 był silnik Ford Essex V4 , produkowany w Wielkiej Brytanii w latach 1965-1977 i używany w kilku modelach Forda Corsair, Capri, Consul, Zephyr i Transit. Chociaż zaprojektowany oddzielnie od silnika Taunus, Essex był również 60-stopniowym silnikiem V4 z chłodzeniem wodnym, zaworami górnymi i przeznaczonym do użytku w samochodach / furgonetkach z silnikiem umieszczonym z przodu.

Porsche 919 hybrydowe biegi LMP1 samochodu stosuje się w 2014-2017 pór użyto 2,0 L (122 CU) 90 stopni V4 silnik z turbodoładowaniem, która była zamontowana w połowie.

Wykorzystanie motocykla

2009 Yamaha V-Max przekrój przekrojowy

Jednym z pierwszych motocykli napędzanych silnikiem V4 był wyprodukowany w Wielkiej Brytanii model Matchless Silver Hawk z lat 1931-1935 . Silver Hawk używał wąskokątnego 16-stopniowego silnika V4 z pojedynczą głowicą cylindrów, uruchamianiem zaworów popychacza i chłodzeniem powietrzem.

1936-1938 Puch P800 został zbudowany w Austrii zarówno do celów cywilnych, jak i wojskowych. P800 wykorzystywał bardzo szerokokątny silnik V4 o kącie 170 stopni (a zatem zbliżony wyglądem do płaskiego czterocylindrowego silnika) z dwiema głowicami cylindrów i chłodzeniem powietrzem.

Silniki V4 były używane od połowy do końca lat 80., zwłaszcza w motocyklach Hondy z silnikiem poprzecznym, które miały 90-stopniowy silnik V4 z chłodzeniem wodnym.

Większość producentów MotoGP 2020 wybrała konfigurację V4 do swoich motocykli. Obejmują one:

Korzystanie z łodzi

Innym zastosowaniem silnika V4 są silniki zaburtowe do łodzi. Konfiguracja V4 jest popularna w zaburtowych zastosowaniach morskich ze względu na krótką długość silnika.

W 1958 roku zarówno Johnson, jak i Evinrude wprowadzili 70,7 cu w (1159 ml) zaburtowych silnikach V4 o mocy 50 KM (37 kW) i wadze 200 funtów (91 kg). Do 1972 roku ten sam podstawowy blok V4 produkował ponad dwukrotnie więcej koni mechanicznych w formie magazynowej, ze względu na doświadczenie producentów zdobyte podczas wyścigów. W 1988 roku Yamaha wprowadziła na rynek amerykański dwusuwowy silnik V4 o mocy 130 KM (97 kW) z tak zwanym wtryskiem oleju „precision blend”. Większość silników zaburtowych to zazwyczaj silniki dwusuwowe z gaźnikiem.

Inne zastosowania

W 1935 roku firma Wisconsin Motor Manufacturing Company rozpoczęła produkcję silników benzynowych (benzynowych) V4 do zastosowań przemysłowych, rolniczych i stacjonarnych, a kilku producentów sprzętu rolniczego używało silników Wisconsin V4. W 1968 roku największym silnikiem Wisconsin V4 był V-465D o pojemności skokowej 177 cali (2,9 l) i mocy 66 KM (49 kW) przy 3000 obr./min. Firma produkowała silniki V4 do 2019 roku.

W połowie lat 40. firma Turner Manufacturing w Wielkiej Brytanii wyprodukowała chłodzony wodą silnik wysokoprężny V4 do zastosowań przemysłowych i morskich. Ten silnik był używany w ciągniku Turner Yeoman z Anglii z lat 1949-1957 .

Mitsubishi Heavy Industries zbudowało 4ZF , chłodzony powietrzem silnik wysokoprężny V4 używany w transporterze opancerzonym Typ 73 i pokrewnych japońskich pojazdach wojskowych od 1973 roku.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Multimedia związane z silnikami V4 na Wikimedia Commons