V12 двигатель для чего

12 цилиндровый двигатель: типы, технические характеристики, порядок работы

История автомобилестроения с самого начала развивалась по нескольким направлениям, одним из которых было увеличение скорости и мощности. Логичным способом достичь этой цели было увеличение количества цилиндров, что и привело к появлению 12-цилиндровых двигателей.

В последнее время наблюдается противоположная тенденция – более компактные и лёгкие 6-8-цилиндровые моторы вытесняют своих габаритных оппонентов, но они всё ещё востребованы в современном автомобилестроении.

Имеется несколько разновидностей двигателей с 12 цилиндрами. Они различаются только вариантами компоновки. В их число входят следующие подвиды:

1. V12 – имеет v-образное строение с устройствами, которые размещены друг напротив друга. При этом во время установки соблюдается угол 60 градусов.
2. L12 – имеет рядное расположение блоков цилиндров. Общий коленвал вращается поршнями. Эта разновидность представляет собой объединенную конфигурацию двухтактного и четырехтактного мотора. Этот 12-цилиндровый дизельный двигатель отличает небольшая ширина при достаточной длине. Их не используют в машиностроении, а только на судах.
3. X12 – силовая установка, имеющая особенное расположение цилиндров. Они установлены в 3 ряда по четыре штуки. Здесь поршень также вращает коленчатый вал, объединяющий их.
4. F12 – его называют еще «оппозитным» из-за необычной конфигурации. Угол между блоками составляет 180 градусов. Он отличается компактными размерами и заниженным центром тяжести. Такой силовой агрегат редко встречается в серийных автомобилях. Зато его часто можно увидеть на спортивном автотранспорте.

Такое количество разновидностей помогает конструкторам экспериментировать с производительностью и ходовыми качествами транспортных средств, снабжая их тем или иным мотором.

Концепция W-двигателей

Для уяснения конструктивных принципов, положенных в основу расположения цилиндров W-двигателей, рассмотрим сначала традиционные автомобильные двигатели.

Рядный двигатель

Этот двигатель известен с самого начала автомобильного двигателестроения. Цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу.

Достоинство: простота конструкции

Недостаток: при большом количестве цилиндров получается очень длинный агрегат, который невозможно расположить поперечно относительно продольной оси автомобиля.

V-образный двигатель

Чтобы уменьшить длину двигателей, в этом двигателе цилиндры расположены под углом от 60 до 120 0 , при этом продольные оси цилиндров проходят через продольную ось коленчатого вала.

Достоинство: относительно короткий двигатель

Недостатки: двигатель относительно широк, имеет две раздельные головки блока, повышенная стоимость изготовления, слишком большой рабочий объем.

VR-двигатели

В поисках компромиссного решения исполнения двигателей для легковых авто среднего класса пришли к созданию VR-двигателей. Шесть цилиндров под углом 15 0 образуют относительно узкий и в целом короткий двигатель. Кроме того, такой двигатель имеет только одну головку блока. Например, компактный двигатель VR6 устанавливают на автомобиль Volkswagen Golf.

W-двигатели

В двигателях W-семейства в одном двигателе соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Цилиндры каждого ряда размещены под углом 15 0 один к другому, а сами ряды цилиндров расположены под углом 72 0 .

Работа двигателя

Что понимать расположение деталей автомобильного двигателя и перед тем, как показать двигатель в разрезе необходимо понимать принцип работы мотора. Итак, рассмотрим, что приводит в движение колеса автомобиля.

Топливо, которое находиться в бензобаке при помощи топливного насоса подаётся на форсунки или карбюратор. Стоит отметить, что горючее проходит такой важный этап, как фильтрующий топливный элемент, который останавливает примеси и чужеродные элементы, что не должны попасть в камеру сгорания.

Технические характеристики

Характеристики трех типов двигателя сведены в таблицу.

В зависимости от расположения ремней приводов ГРМ и навесных агрегатов (справа или слева) табличные данные каждого типа ДВС незначительно отличаются от приведенных.

Для более детального ознакомления с устройством, техническим обслуживанием и ремонтом двигателя переходите по ссылке.

Использование в самолетах

1900-1930-е гг.

Через пять лет после того, как был представлен первый двигатель V12, Renault представил первый двигатель V12 для самолетов в 1909 году. Этот двигатель имел V-образный угол 60 градусов, воздушное охлаждение и впуск над выпуском (F-образная) расположение клапана. Он имел рабочий объем 12,2 л (740 куб. Дюймов), вес 350 кг (772 фунта) и производил 103 кВт (138 л.с.) при 1800 об / мин. Пропеллер приводился в движение от переднего конца распределительного вала, таким образом, вращая скорость гребного винта на половину скорости типичного гребного винта с приводом от коленчатого вала, чтобы повысить эффективность гребного винта. [5] Двигатель Renault был полностью имитирован РАФ 4 и его производные, [ нужна цитата ] который использовался различными британскими военными самолетами во время Первой мировой войны. Двигатель RAF 4 имел рабочий объем 13,2 л (806 куб. дюймов), весил 289 кг (637 фунтов) и производил 104 кВт (140 л.с.) при 1800 об / мин.

В марте 1914 г. появился опытный образец Солнечный луч ирокез В Великобритании был представлен двигатель V12 на базе гоночного двигателя Toodles V. Серийная версия имела мощность 168 кВт (225 л.с.) при 2000 об / мин, что делало ее самым мощным авиадвигателем в Великобритании на момент начала Первой мировой войны. [5] Во время и после Первой мировой войны различные компании в США производили Свобода L-12 двигатель. В Австрии Austro Daimler Двигатели V12 использовались на больших летающих лодках ВВС ВМФ и производили до 257 кВт (345 л.с.). К концу Первой мировой войны V12 хорошо зарекомендовали себя в авиации, устанавливая на некоторые из новейших и крупнейших самолетов-истребителей и бомбардировщиков.

После Первой мировой войны многие Цеппелины подержанные двигатели V12 производства Maybach и Daimler. Двигатели V12 приводили в действие первые трансатлантические переходы летающих лодок Curtiss NC (с использованием четырех двигателей Liberty L-12), первый беспосадочный трансатлантический переход на Vickers Vimy (с использованием двух Роллс-Ройс Игл двигателей) и первый трансатлантический переход дирижаблем на дирижабле класса Р-34 (с использованием пяти Солнечный Луч маори двигатели).

1940-х годов, чтобы представить

Двигатели V12 достигли апогея во время Вторая Мировая Война с двигателями типа британских Роллс-Ройс Мерлин и Роллс-Ройс Гриффон, советский Климов ВК-107 и Микулин АМ-38, Американец Эллисон V-1710, а немецкий Daimler-Benz DB 600 и Юнкерс Юмо. Эти двигатели генерировали около 750 кВт (1000 л.с.) в начале войны и более 1100 кВт (1500 л.с.) на последней стадии своего развития. Такое быстрое увеличение выходной мощности было связано с такой технологией, как многоскоростная нагнетатели и высокий октан топлива, и компоновка V12 была широко принята из-за его низких вибраций, так что мощные двигатели не разрывали легкие планеры истребителей.

В войсках союзников использовались двигатели V12 «вертикальной» конструкции, в то время как многие немецкие двигатели (кроме BMW VI, который был разработан до Второй мировой войны), использовали перевернутый двигатель конструкция, у которой был более низкий центр тяжести и улучшенная обзорность пилота для однодвигательных конструкций. Единственным перевернутым двигателем V12 американской конструкции, который использовался даже ограниченно во время Второй мировой войны, был двигатель с воздушным охлаждением. Рейнджер V-770, который использовался в самолетах, которые использовались только для учебных целей в Соединенных Штатах, таких как Стрелок Fairchild AT-21.

Двигатель Rolls-Royce Merlin V12 использовался в нескольких британских самолетах, включая Hawker Hurricane и Супермарин Спитфайр истребители, а Авро Ланкастер и de Havilland Mosquito бомбардировщики. Ураган и Спитфайр сыграли жизненно важную роль в Битва за Британию. Длинная и узкая конфигурация V12 способствовала хорошей аэродинамике, а его плавность позволила использовать его с относительно легкими и хрупкими планерами.

В США двигатель Rolls-Royce Merlin производился по лицензии компанией Packard Motor Car Company, которая использовалась в P-51 Мустанг истребитель. Этот двигатель также использовался в некоторых моделях Curtiss P-40, в частности, в P-40F и P-40L. Packard Merlins приводил в действие самолеты Hurricane, Lancaster и Mosquito канадского производства, а также самолеты британского производства. Спитфайр Марк XVI, который в остальном был таким же, как Mark IX с его Merlin британского производства. В Эллисон V-1710 двигатель V12 с жидкостным охлаждением, разработанный в Соединенных Штатах, который использовался на действительной службе во время Второй мировой войны. Первоначально он использовался в П-38 Молния, но турбокомпрессор Система требовала громоздких воздуховодов и имела плохие высотные характеристики. В 1943 году появилась версия с более традиционным механическим нагнетатель началось производство.

После Второй мировой войны двигатели V12 в целом стали устаревшими в самолетах из-за внедрения турбореактивный и турбовинтовой двигатели, которые обладали большей мощностью для своего веса и меньшим количеством сложностей.

Положительные и отрицательные стороны

Если затронуть такую тему, как преимущества, которые имеет v образный двигатель над моделью R образного мотора, то можно столкнуться с большим количеством различных мнений, которые говорят о том, то каждый специалист выделяет свои особенности эксплуатации каждого вышеупомянутого типа. Итак, в чем же основные преимущества двигателя, который имеет цилиндры, расположенные под углом?

В первую очередь стоит обратиться к истории создания рассматриваемого мотора. Дело в том, что на начальном этапе разработки основной задачей, которая стояла перед инженерами, являлось достижение максимальной компактности при сохранении мощности у высокого крутящего момента. Сразу можно сказать, то обе проблемы бы успешно решены, что и дало начало плюсам рассматриваемого типа. Итак, как же были решены данные проблемы?

В первую очередь стоит объяснить такое явление, как увеличение крутящего момента. Дело в том, что в отличие от R образного мотора, где силы направлены прямо перпендикулярно, такая модель, как v образный двигатель имеет такой порядок работы, при котором силы действуют на вал по касательной с двух сторон. Это позволяет достичь максимального ускорения вала, так как инерция, которая создается при работе значительно выше, чем та, которая появляется при функционирования моделей R.

Помимо увеличения крутящего модели можно отметить компактность. Мотор обладает меньшей высотой и длинной. Но не только эти положительные моменты можно выделить из порядка работы. Итак, у моделей V типа можно отметить большую жесткость коленчатого вала, которая влияет не только на прочность конструкции, но также и на срок службы всей системы, большим диапазоном рабочих частот, это дает возможность двигателю не только быстро набирать обороты, но и динамично работать даже на пределе возможностей.

К сожалению, модели V состоят не толь из плюсов. Дело в том, что они обладают более сложной конструкцией, а поэтому стоят на порядок дороже, а также большая ширина мотора. Но особенно важно то, что практически все они имеет немалый уровень вибрации и определенные сложность при балансировке. Правда сейчас, чтобы избежать данных недостатков в работе, инженеры компаний намеренно утяжеляют ту или иную часть.

Аналоги мотора V12 для проекта “Кортеж”

Инженерами института уже определён ресурс нового мотора мотора V12 для проекта “Кортеж”, кКоторый составит 350 тысяч километров пробега до капитального ремонта. Техническая документация не подразумевает капитального ремонта. Однако инженерв НАМИ заявляют о теоретической возможности перепрессовки гильз.

В настоящее время моторы V12 серийно выпускают лишь 5 автомобильных производителей в мире: немецкие концерны Daimler AG, Volkswagen и BMW, итальянский концерн Fiat и британский производитель суперкаров Aston Martin. От данных производителей моторы V12 устанавливаются на автомобили марок Mercedes-Benz, Mercedes-Maybach, BMW, Rolls-Royce, Lamborghini, Ferrari, Aston Martin. По сравнению со всеми этими конкурентами российский мотор V12 для проекта “Кортеж” имеет больше всего турбин и большую мощность — 856 лошадиных сил и 1300 Нм крутящего момента, который с помощью электроники будут ограничены на отметке 1000 Нм. Правда, при этом не учитываются спецверсии автомобилей от различных тюнинг-ателье, у которых двигателя V12 выдают мощность больше, чем у мотора V12 для проекта “Кортеж”.