Конфигурация двигателя

Конфигурация двигателя описывает фундаментальные принципы работы, по которым двигатели внутреннего сгорания классифицируются .

Поршневые двигатели часто классифицируют по расположению цилиндров, клапанам и распределительным валам. Двигатели Ванкеля часто классифицируются по количеству имеющихся роторов. Газотурбинные двигатели часто подразделяют на турбореактивные, турбовентиляторные, турбовинтовые и турбовальные.

Поршневые двигатели

1919 г. Авиационный двигатель Napier Lion II с тремя рядами цилиндров.

Поршневые двигатели обычно проектируются с расположением цилиндров параллельно коленчатому валу . Его называют прямым двигателем (или «рядным двигателем»), когда цилиндры расположены в одну линию.

Если цилиндры расположены в два или более рядов (например, в V-образных или оппозитных двигателях ), каждый ряд цилиндров называется «рядом цилиндров». Угол между рядами цилиндров называется «углом крена». Двигатели с несколькими рядами короче, чем прямые двигатели того же размера, и часто имеют лучшие характеристики балансировки двигателя , что приводит к снижению вибрации двигателя и потенциально более высоким максимальным оборотам двигателя.

В большинстве двигателей с четырьмя или менее цилиндрами используется прямая компоновка двигателя , а в большинстве двигателей с восемью и более цилиндрами — V-образная компоновка. Однако из этого правила есть различные исключения, например, рядные восьмицилиндровые двигатели, использовавшиеся в различных роскошных автомобилях 1919–1954 годов. Двигатели V4, используемые в некоторых морских подвесных моторах, V-образные и оппозитные двухцилиндровые двигатели, используемые на мотоциклах, а также четырехцилиндровые оппозитные двигатели, используемые в различных автомобилях.

Одноцилиндровый банк

1928-1942 гг. Индийский четырехцилиндровый мотоциклетный двигатель.

В прямых двигателях (также известных как «рядные двигатели») все цилиндры расположены в один ряд вдоль коленчатого вала без смещения. Когда прямой двигатель установлен под углом, его иногда называют «наклонным двигателем». Типы прямых двигателей включают:

• Одноцилиндровый
• Straight-2 , также известный как «параллельный близнец».
• Straight-3 , также известный как «встроенный тройной»
• Прямой-4
• Прямо-5
• Прямо-6
• Прямо-8

Несколько блоков цилиндров

V-образные двигатели

двигатель V6

В двигателях V (также известных как «двигатели Vee») цилиндры расположены в двух отдельных плоскостях или «рядах», так что они кажутся расположенными в форме буквы «V», если смотреть вдоль оси коленчатого вала. Типы V-образных двигателей включают:

• V2 , обычно называемый «V-твин».
• V3
• V4
• V5
• ВР5
• V6
• ВР6
• V8
• V10
• V12
• В14
• V16
• V18

Двигатели VR5 и VR6 очень компактны и легки, имеют узкий угол V, что позволяет использовать один блок цилиндров и головку блока цилиндров .

Плоские двигатели

Дугласа Плоско-твинный мотоциклетный двигатель

Плоские двигатели (также известные как «горизонтально-оппозитные» или «оппозитные» двигатели) имеют цилиндры, расположенные в два ряда по обе стороны от одного коленчатого вала. Типы плоских двигателей включают:

• Квартира-2 , обычно называемая «квартира-близнец».
• Квартира-4
• Квартира-6
• Квартира-8
• Квартира-10
• Квартира-12
• Квартира-16

W двигатели

Основная статья: Двигатель W

Двигатели W имеют конфигурацию цилиндров, в которой ряды цилиндров напоминают букву W, точно так же, как цилиндры двигателя V напоминают букву V. Типы двигателей W включают:

• W8
• W12
• W16

Другие макеты

Радиальные двигатели имеют цилиндры, установленные радиально вокруг центрального картера. Роторные двигатели имеют аналогичную конфигурацию, за исключением того, что коленчатый вал неподвижен, а цилиндры вращаются вокруг него. (Это отличается от конфигурации двигателя Ванкеля , описанной ниже.) Радиальные и роторные конструкции двигателей широко использовались в первых авиационных двигателях .

Двигатели U состоят из двух отдельных прямых двигателей (в комплекте с отдельными коленчатыми валами), соединенных шестернями или цепями. Большинство двигателей U имеют четыре цилиндра (т.е. два рядных и двухцилиндровых двигателя вместе взятые), например четырехцилиндровые двигатели и тандемные сдвоенные двигатели . Подобно двигателям U, двигатели H состоят из двух отдельных плоских двигателей, соединенных шестернями или цепями. Двигатели H производятся с числом цилиндров от 4 до 24.

Оппозитный двигатель похож на плоский двигатель тем, что пары поршней соосны, но вместо общего коленчатого вала имеют одну камеру сгорания на пару поршней. Конфигурация коленчатого вала различается в зависимости от конструкции оппозитного двигателя. Одна из компоновок имеет оппозитный оппозитный двигатель в центре и добавляет дополнительный оппозитный поршень на каждом конце, так что на цилиндр приходится по два поршня с каждой стороны.

Двигатель X — это, по сути, два V-образных двигателя, соединенных общим коленчатым валом. Большинство из них представляли собой существующие двигатели V-12, переделанные в конфигурацию X-24.

В двигателе с автоматом перекоса с двигателем K-цикла пары поршней находятся в оппозитной конфигурации, разделяя цилиндр и камеру сгорания.

Двигатель Delta имеет три (или несколько) цилиндров с противоположными поршнями, выровненными в трех отдельных плоскостях или «группах», так что они кажутся расположенными в направлении Δ, если смотреть вдоль оси главного вала. Примером такого типа планировки является Napier Deltic .

Двигатели Ванкеля (роторные)

Двигатели Ванкеля (иногда называемые «роторными двигателями») можно классифицировать по количеству имеющихся роторов. Большинство серийных двигателей Ванкеля имеют два ротора, однако выпускаются также двигатели с одним, тремя и четырьмя роторами. Двигатели Ванкеля также можно классифицировать в зависимости от того, являются ли они безнаддувными или с турбонаддувом .

Большинство двигателей Ванкеля работают на бензине, однако были испытаны прототипы двигателей, работающих на дизельном топливе и водороде.

Газотурбинные двигатели

Газотурбинные двигатели, в основном используемые в самолетах, обычно делятся на следующие категории:

• Турбореактивный двигатель , газы проходят через реактивное сопло.
• Турбовентилятор , газы проходят через канальный вентилятор.
• Турбовинтовой двигатель , газы проходят через воздушный винт без воздуховода, обычно с изменяемым шагом.
• Турбовальный вал — газовая турбина, оптимизированная для создания механического крутящего момента вместо тяги.

См. также

• Компоновка силового агрегата
• Тип кузова автомобиля
• Классификация автомобилей