Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный
icon 133«Линейка двигателей представлена рядным 4-цилиндровым агрегатом объёмом 2,5 л и 3,5-литровым V6», — гласит рекламный проспект какой-нибудь Toyota Camry. А чем отличаются эти моторы, кроме количества «кубиков» и лошадиных сил? Почему в «Безумном Максе» молились богу V8, и что особенного в «оппозитниках» Subaru? Просто о сложном: разбираем на пальцах особенности автомобильных двигателей.
Компоновка. Продольно или поперечноПрежде чем говорить о конструкции двигателей, нужно упомянуть о компоновке автомобиля — ведь именно она во многом определяет, какой мотор будет установлен под капотом. Хотя не всегда под капотом: существуют автомобили (в основном спортивные) со средне- и заднемоторной компоновкой, но у большинства гражданских машин двигатель всё-таки находится впереди. О них и поговорим.
Продольное расположение двигателя
Мотор может располагаться в машине продольно или поперечно. Первую схему называют классической, она характерна для автомобилей с задними приводом (или полным, но на основе заднего). Продольная схема почти не накладывает ограничений на размеры силовой установки, как и трансмиссии — коробка передач может быть огромной, с большим запасом прочности, и заканчиваться хоть в центре машины. Такая компоновка характерна для больших автомобилей с мощными двигателями и КПП: грузовиков, внедорожников, премиальных седанов. Хотя раньше так были устроены почти все машины — взять ту же классическую линейку «Жигулей». Но с массовым внедрением переднего привода понадобилась иная, более компактная компоновка.
Поперечное расположение двигателя
Для переднего привода необходимо устанавливать двигатель не продольно, а поперечно — вместе с коробкой передач он должен разместиться под капотом между лонжеронами.
Разобравшись в особенностях компоновок, можно переходить к самим двигателям.
Рядные двигателиКлассический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6). Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную.
Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров. Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков». Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.
Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно. Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата. Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач.
6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью. Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD). К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.
У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.
Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.
Очевидно, что главная проблема рядного мотора с 6 и более цилиндрами — чрезмерная длина. Как сделать его компактнее? «Распилить», расположив цилиндры в виде латинской буквы V (отсюда и обозначение).
V-образные моторы заметно сложнее рядных: у них две головки блока цилиндров (каждая со своей прокладкой, распредвалами, коллекторами), причудливее схема привода ГРМ. А ещё «вэшки» вибрируют: V8 чуть меньше, V6 и V10 — сильнее. И лишь грозный V12 уравновешен полностью, как и R6 — по сути, он и представляет собой две рядных «шестёрки», соединённых вместе. Но встретить V12 можно только на люксовых машинах и суперкарах.
Основа популярности мотора V6 — его универсальность: он достаточно компактен, поэтому может быть установлен как продольно, так и поперечно. Та же Toyota перестала ставить рядные двигатели серии JZ на свои большие седаны (Mark II, Crown и их производные), перейдя на V-образную серию GR, которую можно встретить на доброй половине модельного ряда: от переднеприводных Camry до внедорожников Land Cruiser Prado. Выпускать универсальные двигатели намного выгоднее, чем специфичные.
Балансировка мотора V6 вызывает определённые сложности у инженеров из-за блуждающих в нём моментов от сил инерции поршней и центробежных сил — чаще всего приходится использовать балансировочные валы, что дополнительно усложняет и без того не самую простую конструкцию двигателя. Угол развала цилиндров у V-образных моторов может быть разным: обычно это 45, 60, 65 или 90 градусов — оптимальные значения с точки зрения вибраций.
Рядно-смещённые двигатели VR и WКомпромиссом между рядной и V-образной схемой стала рядно-смещённая компоновка (VR). Такие моторы активно применяет концерн Volkswagen. VR представляет собой V-образный мотор с экстремально малым углом развала цилиндров (10–20°), что позволяет накрыть их общей головкой блока, как у рядного мотора.
Плюсы такого решения — отказ от второй головки (а значит упрощение и удешевление конструкции) и компактные размеры. Минусы — чудовищные вибрации: чтобы хоть как-то сбалансировать рядно-смещённый мотор, приходится значительно утяжелять коленчатый вал и маховик, применять балансировочные валы, особые подушки двигателя и другие технические решения. Из-за этого схема VR не получила распространения у других автопроизводителей, став фирменной чертой автомобилей VAG.
Volkswagen же активно развивал своё «дитя», придумав W-образный двигатель — V-образный мотор из двух блоков VR на одном коленвале. Такие силовые агрегаты встречаются на флагманах VW, Audi и Bentley.
Оппозитные двигатели («боксёры»)Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8.
Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».
Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля. Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции. А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.
Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».
Что водитель чувствует сразу, так это вибрации двигателя — они ухудшают комфорт и могут весьма серьёзно досаждать пассажирам. Помимо этого, вибрации снижают надёжность техники, поэтому инженеры тщательно балансируют моторы. В ход идут противовесы на коленвалах, двухмассовые маховики, продвинутые опоры двигателя, балансировочные валы… Но главное — изначально выбрать удачную конструкцию мотора.
В основном двигатель вибрирует от инерции поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Вспомните, как кивают головой пассажиры при резких разгонах и торможениях — примерно так же ведут себя поршни в конце каждого рабочего такта. В одних двигателях силы инерции и моменты от них взаимно компенсируются, в других остаются свободными, вызывая вибрацию.
Как видно из таблицы, в рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка — не столь неприятная, как первого порядка, но тоже чувствительная. Характерная дрожь мотора в определённых режимах работы — её «заслуга». В оппозитной «четвёрке» эта сила скомпенсирована, но остаётся свободный момент от неё, стремящийся повернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Хотя его воздействие почти незаметно для водителя.
У двигателя V6 свободных моментов множество, поэтому в нём приходится применять балансировочные валы. Кстати, трёх- и пятицилиндровые рядные моторы идентичны V6 в уравновешенности, несмотря на нечётное количество цилиндров.
Худшие с точки зрения разгула свободных сил и вибраций — одно- и двухцилиндровые моторы, а также детища Volkswagen: двигатели VR5 и VR6. А лучшие, самые уравновешенные двигатели — рядные и оппозитные «шестёрки». Ну и роскошный V12, конечно.
Какой двигатель лучшеСравнение двигателей — непростая задача, ведь у каждого автомобилиста свои требования и критерии выбора. Одним важнее надёжность и простота обслуживания, другим нужна максимальная мощность, а третьи смотрят прежде всего на расход топлива. Идеальный мотор должен совмещать все эти преимущества — быть простым и надёжным, мощным и экономичным. Но чаще всего инженерам приходится идти на компромиссы. Хороший пример сложности прямого сравнения моторов — международный конкурс «Двигатель года» (Engine of the Year), лауреаты которого являются произведением инженерного искусства, но не всегда отвечают запросам реальных автомобилистов.
Удачным получится двигатель, или не очень, определяет множество факторов: общая продуманность конструкции и степень форсировки (количество лошадиных сил на рабочий объём), применённые технические решения и экологические рамки. Но при прочих равных можно сделать общие выводы по компоновке мотора. Так, рядная «четвёрка» — базовый и самый простой двигатель большинства автомобилей, который должен быть экономичным и недорогим (конечно, бывают и исключения). Трёхцилиндровый «рядник» — бюджетный вариант для малолитражек, но он не так плох, как многие считают. V6 — агрегат более сложный и дорогой в обслуживании, хотя малофорсированные «вэшки» вполне могут быть «рабочими лошадками». V8 — показатель премиума и единственная возможность разместить сразу 8 цилиндров под капотом современного автомобиля. Рядная «шестёрка» — самая сбалансированная, простая и заслуженно любимая многими компоновка, которая встречается всё реже и реже. «Боксёры» B4 и B6 — специфичные двигатели, которые, безусловно, имеют свои плюсы и армию фанатов. Ну а с автомобильной экзотикой вроде V4, VR5 или VR6 лучше иметь дело, пока она на гарантии…
Тэги:
- Обслуживание
- Авто-лайфхак
Разница между мотором и двигателем
«Автомобильный мотор, автомобильный двигатель» — оба эти выражения на равных используются в русской речи. «Лодочный двигатель» — звучит несколько непривычно. Словосочетание «реактивный мотор» можно встретить разве что в плохом автоматическом переводе иностранного текста. В чем же различие этих понятий? Попробуем разобраться в вопросе, не углубляясь в академические дебри русского языка.
Мотор
- Двигатель (внутреннего сгорания или электрический)- так определяет это слово толковый словарь Ожегова.
- Сердце или машина — такое толкование слова предлагает словарь воровского жаргона.
- В словаре Ушакова можно обнаружить еще одно значение слова: экипаж, вагон с двигателем, автомобиль.
Термин «мотор» согласно этимологическому словарю русского языка Макса Фасмера заимствован из немецкого языка. Латинские корни прослеживаются в других европейских языках: немецкий «Моtоr», французский «Moteur», английский «Моtоr».
Наиболее часто слово мотор употребляется в значении электрического двигателя или двигателя внутреннего сгорания: электрический мотор, авиационный мотор, лодочный мотор.
Широко используется при образовании сложных слов: мотопомпа, мотопехота, гидромотор. От слова мотор образованы прилагательные «моторный», «моторизированный».
Двигатель
- Толковый словарь Ожегова выделяет два значения этого термина. Первое — машина, превращающая какой-либо вид энергии в механическую работу. Второе (переносное) — сила, способствующая росту, развитию в какой-либо области.
- В словаре Ушакова можно найти еще одно, толкование: машина, приводящая что-нибудь в движение.
- В других словарях двигатель называется механизмом, агрегатом, силовой машиной, энергосиловой машиной, устройством, но смысл один – преобразование какой-нибудь энергии в механическую энергию или работу.
Слово произошло от глагола «двигать», в современном значении стало употребляться в конце ХVIII века, имеет схожие корни в других восточноевропейских языках. Слово «двигать» отмечается в различных письменных источниках, начиная XI века.
Термин двигатель более распространен в технической литературе. Он охватывает широкую группу понятий, в том числе самые древние и экзотические устройства для приведения в движение чего-либо. Этим словом можно назвать приспособление для движения парусного судна (ветродвигатель), гиревой привод часов-ходиков (гравитационный) или двигатель космической ракеты (реактивный).
Сходство терминов мотор и двигатель
Рассмотренные выше словари определяют данные слова как синонимы. И, действительно, в большинстве случаев оба эти термина употребляются для обозначения устройства, приводящего в движение какой-либо механизм. Если слово применяется для обозначения энергетической установки транспортного средства, промышленного оборудования или бытового устройства, то эти понятия являются равнозначными, а смысловые нюансы незначительными.
Рассмотрим некоторые случаи, когда один из терминов можно заменить другим, без искажения смысла и нарушения стилистики речи:
- Относится к электрической машине: электромотор, электродвигатель.
- Относится к двигателю внутреннего сгорания: бензиновый мотор (двигатель).
- Обозначает силовую установку механического транспортного средства: автомобильный мотор (двигатель).
- Является приводным устройством для станка, ручного инструмента, бытовой техники: мотор (двигатель) токарного станка.
Различия, особенности употребления
Рассматривая случаи употребления того и другого термина, можно сделать такие наблюдения:
- В технической литературе электрическая силовая машина в большинстве случаев называется двигатель. Например: электродвигатель постоянного тока, асинхронный двигатель.
- В художественной литературе, в стихах, текстах песен чаще встречается слово мотор.
- Двигатель включает более широкую группу понятий, тогда как мотор это преимущественно электродвигатель или ДВС.
- Силовую установку, смонтированную на транспортном средстве, обычно называют двигатель, а отдельный агрегат – мотор.
- Для обозначения машин небольшой мощности чаще используют слово мотор. Мотор пылесоса, лодочный мотор.
- Для мощных устройств используются термины двигатель, силовой агрегат.
Несколько примеров, когда замена одного термина другим будет выглядеть неуместно:
- Реактивный, ветровой, паровой двигатель.
- Моторная лодка, моторный завод, моторный отсек автомобиля.
- Сердце — пламенный мотор, реклама — двигатель торговли.
- Моторчик, микродвигатель.
Любопытные факты
Интересно, что в английском языке тоже есть два термина для обозначения «сердца» автомобиля: «motor» и «engine». В настоящее время эти понятия стали синонимами, а в XV веке словом engine называли орудие пыток, ловушку, а также хитрость или злой умысел.
Самые большие двигатели устанавливается на океанских судах. Самыми большими двигателями являются судовые! Они достигают мощности свыше 100000 л.с., цилиндр имеет диаметр около 1 метра.
Мы привыкли, что мотор непрерывно вращается, но, оказывается, есть особый двигатель, который может поворачиваться на определенный угол (шаг). Шаговый двигатель применяется, например, в электронных стрелочных часах.
Краткий итог
Это исследование не претендует на исключительную глубину и научность, но позволяет сделать определенные выводы. С технической точки зрения сложно выделить какие-то характерные особенности в понятиях мотор и двигатель. Различия заключаются, прежде всего, в особенностях употребления этих слов в текстах различных стилей и назначений.
Слово мотор, пришедшее в русский язык на заре автомобилестроения постепенно становится менее употребительным, а двигатель, как более универсальное понятие, встречается все чаще, особенно в специальной литературе и в профессиональной речи.
НаукаКомментировать
Инженерная школа Массачусетского технологического института | » В чем разница между мотором и двигателем?
В чем разница между мотором и двигателем?
Как и почти с любым словом, все зависит от того, насколько далеко вы отправитесь в прошлое для своего определения…
Автор Сара Дженсен
По мере развития технологий и устройств язык должен оставаться в тренде, если мы хотим понимать друг друга когда мы говорим о них. Англоговорящие особенно гибко адаптируются к прогрессу. Они готовы придумывать новые термины, изменять старые значения и позволять словам, которые больше не используются, выходить из общего употребления. «Этимология слов «двигатель» и «двигатель» отражает то, как язык эволюционирует, чтобы представлять то, что происходит в мире, — говорит профессор литературы Массачусетского технологического института Мэри Фуллер.
Оксфордский словарь английского языка определяет «мотор» как машину, которая обеспечивает движущую силу для транспортного средства или другого устройства с движущимися частями. Точно так же он говорит нам, что двигатель — это машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. «Теперь мы используем эти слова взаимозаменяемо, — говорит Фуллер. — Но изначально они означали совсем другое».
«Мотор» происходит от классической латыни movere , «двигаться». Сначала это относилось к движущей силе, а затем к человеку или устройству, которое двигало что-то или вызывало движение. «Поскольку это слово пришло через французский язык в английский язык, оно использовалось в значении «инициатор», — говорит Фуллер. «Человек может быть двигателем заговора или политической организации». К концу 1920-го века Вторая промышленная революция усеяла ландшафт сталелитейными заводами и фабриками, пароходами и железными дорогами, и для механизмов, которые их приводили в действие, требовалось новое слово. Основанное на концепции движения слово «мотор» было логичным выбором, и к 1899 году оно вошло в обиход как слово для новомодных безлошадных экипажей Дьюри и Олдса.
«Двигатель» происходит от латинского ingenium : характер, умственные способности, талант, интеллект или сообразительность. В своем путешествии по французскому и английскому языку это слово стало означать изобретательность, изобретательность, уловку или злой умысел. «В 15 веке это также относилось к физическому устройству: орудию пыток, устройству для ловли дичи, сети, ловушке или приманке», — говорит Фуллер.
В начале 19 века значения мотора и двигателя уже начали сближаться, и оба они относились к механизму, создающему движущую силу. «Первое зарегистрированное использование слова «двигатель» для обозначения электрической машины, приводимой в движение бензиновым двигателем, относится к 1853 году, — говорит Фуллер.
Сегодня эти слова практически синонимы. «Язык развивается, чтобы решать новые задачи, — объясняет она. «Не задумываясь об этом, мы адаптируемся к новым значениям и оставляем старые позади». Мы говорим о приборной панели нашего компьютера, не зная, что в 1840-х годах это слово относилось к доске в передней части вагона, которая не позволяла грязи забрызгать кучера. Точно так же термин «поисковая система» восходит к старому значению слова «машина» как приспособления, предполагает Фуллер. Впервые использован в 1984 означает «часть аппаратного или программного обеспечения», эта фраза могла быть основана на том, что Чарльз Бэббидж в 1822 году использовал слово «двигатель» для обозначения вычислительной машины.
Родственное слово «инженер» впервые было использовано в 1380 году для описания конструктора военных машин, таких как осадные сооружения и катапульты, а к началу 18 века относилось конкретно к производителю двигателей и машин. OED также содержит второе определение слова «инженер». «Это синоним старого использования, означающего «искусство», — говорит Фуллер. «Инженер — это автор или проектировщик чего-либо, человек, придумывающий сюжет, интриган». Можно только надеяться, что это определение скоро выйдет из употребления.
Спасибо Джесси Стеффен из Хатчинсона, штат Канзас, за этот вопрос.
Опубликовано: 23 февраля 2013 г.
Грамматика Ботаник: Как вы называете это «мотор» или «двигатель»?
Мой друг Саджив Мехта пишет для Правда об автомобилях . У одного из его читателей есть проблема с использованием им слов «двигатель» и «мотор» в его письме. Он правильный?
На этой неделе он написал статью, в которой был следующий абзац:
«Коленчатые валы, как и почти все остальное в нашей жизни, выигрывают от принципа KISS. Коленчатый вал с плоской плоскостью может значительно снизить вес, оптимизировать момент инерции двигателя и обеспечить более равномерное зажигание, чтобы улучшить такт выпуска, что позволяет увеличить число оборотов/мощность».
В ответ он получил электронное письмо от читателя, который серьезно возражал против его грамматики.
«Я полагаю, вы знаете, что «мотор» используется для обозначения электродвигателя, а «двигатель» — для двигателя внутреннего сгорания. Это «реактивный двигатель», а не «реактивный двигатель», поскольку турбореактивный двигатель — это устройство внутреннего сгорания. Итак, почему вы используете слово «мотор» в этом абзаце? Да, я знаю, что это общеупотребительное слово (я называю его деревенским словом), но почему «эксперт» использует его?»
(В скобках, пока мы обсуждаем лингвистику, мы процитируем лингвиста NPR Джеффа Нанберга, который написал: «Еще в 1989, историк К. Ванн Вудворд сказал, что «деревенщина» — это единственный эпитет для этнического меньшинства, который до сих пор разрешен в приличном обществе»). в этом семантическом споре о «двигателе» и «моторе»?
НАЙДИТЕ СВОЙ СЛЕДУЮЩИЙ АВТОМОБИЛЬ АВТОМОБИЛЬ НА BESTRIDE.COM
Ах, да, «деревенщины» из Массачусетского технологического института, широко известные своими инновациями в области самогонных аппаратов и NASCAR.
«Этимология слов «двигатель» и «двигатель» отражает то, как язык развивается, чтобы представлять то, что происходит в мире», — говорит профессор литературы Массачусетского технологического института Мэри Фуллер в сообщении «Спросите инженера» на веб-сайте Инженерной школы Массачусетского технологического института.
«Оксфордский словарь английского языка определяет «мотор» как машину, которая обеспечивает движущую силу для транспортного средства или другого устройства с движущимися частями», — пишет она. «Точно так же он говорит нам, что двигатель — это машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. Сейчас мы используем эти слова взаимозаменяемо, но изначально они означали совершенно разные вещи».
Корень слова «мотор» — латинское movere, , что означает «двигаться», что является довольно буквальным определением того, что делает «мотор».
«Двигатель» далеко не такой конкретный. «Двигатель» происходит от латинского ingenium, , что означает характер, умственные способности, талант, интеллект или сообразительность. Это не имеет ничего общего ни с механической силой, ни с различиями между электродвигателями и двигателями внутреннего сгорания. По словам Фуллера, до широкого распространения бензиновых и дизельных двигателей слово «двигатель» использовалось для описания таких вещей, как устройства для ловли дичи, сети, ловушки и приманки.
«Двигатель» — другими словами — это метафора или «вещь, рассматриваемая как представитель или символ чего-то другого, особенно чего-то абстрактного».
Многие слова меняют значение. Что такое Google, Yahoo и Bing? «Поиск ДВИГАТЕЛИ ». Если я что-то не упустил, ни одно из этих устройств не работает на газу.