Pe de o parte, motoare V8 mari și puternice și V12-urile au propriul lor atractiv, există ceva special în sunetul lor. Plus putere. Dar există și un pic de logică în motoarele de curse cu volum redus, care la turații maxime zumzăie ca acele unități de putere.
De exemplu, . Motorul boxer cu turații mari, EJ207, este adorat de tuneri și din motive întemeiate. De exemplu, compania australiană de tuning GotitRext a decis să ridice performanța boxerului la noi culmi.
Compania a preluat tuningul motorului boxer cu elemente interne noi și o turbină Garrett GTW3884. Incredibil, 610 CP au fost scoși de la motorul de 2,0 litri. de pe roți! Cu toate acestea, acesta nu este cel mai interesant lucru.
Cea mai mare realizare a echipei de ingineri a fost capacitatea de a realiza turații foarte mari. 12 mii de rotații pe minut! Acesta este plafonul incredibil pe care l-a lovit performanța acestui motor.
Nu este clar cum a reușit compania GotitRext să aducă indicatorii la un nivel atât de neobișnuit de ridicat și să nu piardă fiabilitatea motorului (compania asigură că așa este). Datorită faptului că nu orice transmisie va rezista la aceste niveluri de putere și cuplu, transmisia a fost și ea reproiectată.
din cartea lui V.N. Stepanov
Tuning de motoare de automobile: SPb., 2000. - 82 p .: ill.5. MODERNIZAREA SISTEMULUI DE ELIBERARE GAZ DE ESCAPE
Într-o mașină modernă, sistemul de gaze de eșapament (de evacuare) are câteva funcții importante:
- atenuarea zgomotului la eliberarea gazelor de eșapament la un nivel care nu depășește standardele sanitare stabilite;
- reducerea cantității de componente toxice din gazele de eșapament la valori care nu depășesc concentrațiile maxime admise.
Împreună cu îndeplinirea acestor funcții, sistemul de evacuare trebuie să furnizeze:
- buna curatare si purjare a cilindrilor motorului;
- pierderi minime de energie ale gazelor de evacuare pe drumul de la supapele de evacuare la paletele aparatului duzei turbinei;
- functionarea turbinei cu pulsatii minime ale debitului de gaze de esapament.
În plus, sistemul de evacuare trebuie să aibă un design relativ simplu și să fie fabricabil. Îndeplinirea cerințelor de mai sus permite obținerea unui consum acceptabil de combustibil, reducând probabilitatea ruperii paletei turbinei, reducând consumul de metal al sistemului de evacuare și facilitând întreținerea acestuia.
Principala problemă atunci când încercați să echipați o mașină cu un sistem eficient de suprimare a zgomotului este dificultatea de a plasa un amortizor suficient de mare. De obicei, această problemă se rezolvă prin instalarea mai multor (până la trei) amortizoare în serie cu dimensiuni mai mici în loc de una mare. O cerință importantă în acest caz pentru tractul de evacuare este prezența unei rezistențe minime la mișcarea gazelor de eșapament și, din această cauză, reducerea pierderilor de putere a motorului.
Pentru a reduce cantitatea de componente toxice din gazele de eșapament, un convertor catalitic este instalat în tubul de evacuare al mașinilor moderne. Particularitatea modelelor dezvoltate de convertoare catalitice este că neutralizarea eficientă a conținutului
în gazele de eșapament ale componentelor toxice, se efectuează numai atunci când valoarea factorului de exces de aer α = 0,994 ± 0,003. Pentru a determina cantitatea de oxigen conținută în gazele de evacuare și pentru a corecta (dacă este necesar) compoziția amestecului aer-combustibil, care asigură funcționarea eficientă a convertizorului catalitic, în conducta de evacuare este instalat un senzor de feedback, astfel încât -numita sonda lambda, care se mai numeste si senzor de oxigen. La unele vehicule Toyota, un astfel de senzor este instalat atât la intrarea gazelor în convertizorul catalitic, cât și la ieșirea acestuia. Acest lucru permite unității de control să evalueze eficiența convertorului catalitic.
Trebuie remarcat faptul că la instalarea unui convertor catalitic, rezistența tractului de evacuare crește inevitabil, ceea ce este însoțit de o ușoară scădere a puterii efective a motorului (cu 2 - 3 kW). Pentru ca rezistența totală a căii de evacuare să nu crească semnificativ atunci când convertizorul catalitic este instalat, acesta din urmă este de obicei plasat în locul pre-toba de eșapament. Deoarece eficiența maximă a motorului are loc atunci când funcționează pe amestecuri slabe (≈α 1,05 ... 1,15), funcționarea forțată a motorului în întregul domeniu de sarcină pe un amestec de compoziție aproape stoechiometrică duce inevitabil la o scădere a eficienței ( până la 5%).Ei se străduiesc să realizeze tubul de evacuare al sistemului în așa fel încât, atunci când îndeplinesc principalele funcții care îi sunt atribuite, să contribuie la o curățare mai completă a camerelor de ardere de gazele reziduale și la o umplere mai completă a cilindrilor motorului. cu o încărcătură nouă. În funcție de metoda de organizare a mișcării debitului de gaze de eșapament în secțiunea de la supapele de evacuare până la intrarea în turbina turbocompresorului, sistemele de evacuare sunt împărțite în sisteme
presiune constantă,
puls,
impuls cu convertoare de impulsuri
ejecție cu un singur tub.Sistemele de evacuare cu presiune constantă din cauza deficiențelor grave existente la motoarele de automobile practic nu o fac
aplica.
Cele mai răspândite aici sunt sistemele de impulsuri și impulsuri cu convertoare de impulsuri. Să luăm în considerare aceste sisteme mai detaliat.
Datorită naturii ciclice a procesului de lucru în motoarele cu piston cu ardere internă în tractul de evacuare, precum și în admisie, are loc o mișcare oscilativă a gazelor, în urma căreia se formează o undă de presiune.
Datorită diferenței mari de presiune a gazului în cilindru și calea de evacuare, o cantitate semnificativă de gaze scapă din cilindru în primul moment de la începerea deschiderii supapei de evacuare. În această perioadă, numită pre-eliberare, se creează o undă de presiune care se propagă cu viteza sunetului. Acest val, care se reflectă de pe pereții conductei de evacuare, în anumite circumstanțe poate împiedica scurgerea suplimentară a gazului din cilindru, datorită diferenței mari de presiune în perioada inițială de eliberare. Curățarea ulterioară a cilindrului de gazele reziduale se realizează în acest caz numai datorită acțiunii de împingere a pistonului. Evident, în astfel de condiții, cantitatea de gaze rămase în camera de ardere din ciclul anterior va fi cea mai mare. Acest lucru va afecta negativ umplerea ulterioară a cilindrului cu o încărcare nouă și, în consecință, puterea, economia și performanța de mediu a motorului.
Cu toate acestea, unda de presiune rezultată poate fi folosită și pentru a crea condiții în spatele supapei de evacuare care să îmbunătățească curățarea cilindrului de gazele reziduale. Pentru a face acest lucru, sistemul de evacuare trebuie reglat astfel încât până la sfârșitul procesului de evacuare în timpul fazei de suprapunere a supapei existente în spatele supapei de evacuare, să se genereze un vid în timpul trecerii unei unde. Acest lucru va duce la o creștere a cantității de gaze reziduale care curg din cilindru și la o îmbunătățire a umplerii acestuia cu o nouă încărcare. Sistemul de evacuare este configurat de selectarea lungimii și a secțiunii transversale a conductelor de evacuare... În etapa inițială a lucrării, parametrii numiți ai sistemului de evacuare pot fi determinați în prealabil prin metoda de calcul, dar apoi este necesar să se verifice și să perfecționeze rezultatele obținute pe bancul de testare. Atunci când efectuați aceste lucrări destul de laborioase pentru a reduce numărul de experimente pentru a obține rezultatul așteptat, ar trebui să utilizați tehnicile cunoscute din teoria planificării experimentelor.
Practica proiectării sistemelor de evacuare arată că cu cât mai mulți cilindri sunt uniți de o conductă de evacuare, cu atât este mai mică amplitudinea de presiune rezultată care apare în conductă, rezultând din suprapunerea undelor individuale. Prin urmare, pentru a evita suprapunerea nedorită a valurilor, sistemul de evacuare este realizat sub forma mai multor conducte ventilate (una deasupra celeilalte), în fiecare dintre care gazele sunt eliberate din cel mult trei cilindri. Pentru a preveni suprapunerea nedorită a undelor, fluxurile de gaz din butelii sunt combinate prin conducte, astfel încât să se asigure alternanța ieșirilor de gaz în fiecare conductă la cele mai mari intervale posibile. În același timp, este necesar să se depună eforturi pentru a asigura aceeași lungime a conductelor de evacuare (în practică, acest lucru nu este întotdeauna posibil de implementat din cauza limitărilor dimensionale existente). Îndeplinirea acestor condiții este posibilă cu o aranjare în formă de evantai a conductelor de evacuare, atunci când acestea sunt amplasate una deasupra celeilalte. Furnizarea de aceeași lungime a conductelor vă permite să ajustați sistemul de evacuare la un anumit interval de viteză de rotație a KV. În sistemul de evacuare cu impulsuri, gazele de evacuare sunt furnizate turbinei prin conducte separate din fiecare grup de cilindri.Într-un sistem de evacuare în impulsuri cu un convertor de impulsuri, conductele care conectează ieșirea din doi sau trei cilindri intră într-un tub Y care transformă impulsurile, ale căror două căi sunt combinate într-una singură după o anumită distanță. Față de sistemul clasic de evacuare a impulsurilor, sistemul de impulsuri cu convertor de impulsuri pierde din punct de vedere al dimensiunilor totale, dar permite creșterea eficienței turbocompresorului și creșterea resursei turbinei.
Un motor boxer este un motor cu un aranjament orizontal al pistoanelor, adică pistoanele se mișcă orizontal în raport cu caroseria mașinii. Acest aranjament se găsește adesea pe motoarele Subaru.
Într-un motor opus, pistoanele sunt situate la un unghi de 180 °, iar mișcarea lor este în același plan orizontal unul față de celălalt. Pistoanele adiacente dintr-un motor boxer sunt poziționate la fel unul în raport cu celălalt. Al doilea nume al „boxerului” este „boxer”, acest nume a fost dat motoarelor pentru particularitatea mișcării pistonului, care seamănă cu o luptă cu boxer. Sunetul unui motor boxer este greu de confundat cu sunetul unui motor convențional.
Spre deosebire de clasicul în formă de V, în motorul boxer, fiecare piston cu o bielă este amplasat pe un suport de biela separat al arborelui cotit. Motoarele în formă de V au pistoane și biele pe același buton, așa că dacă un piston se află în punctul mort superior (PMS), atunci celălalt se află în punctul mort inferior.
Principalele „plusuri” incontestabile ale motorului boxer:
- Vibrații minime în timpul funcționării;
- Centrul de greutate scăzut;
- Grad ridicat de siguranță în cazul unei coliziuni frontale. În cazul unui impact frontal, motorul trece sub mașină, ceea ce permite șoferului și pasagerului să supraviețuiască într-un accident și să iasă din acesta cu răni minime.
- Stabilitate excelentă, mașina se numește „road holding” și se descurcă bine chiar și la cele mai bruște viraj.
- Alinierea la nivel cu transmisia asigură cel mai eficient transfer de putere.
În același timp, cu toate avantajele de mai sus, motorul boxer are o altă problemă, datorită caracteristicii de proiectare, forțele de inerție acționează asupra motorului, care încearcă să-l rotească în jurul axei verticale. Greutatea acestui tip de motor este adesea mult mai mică decât cea a omologilor în formă de V, acest lucru se poate realiza datorită instalării.
Care ar trebui să fie motorul ideal pentru a oferi o experiență excelentă de condus? Există un singur răspuns - motorul opus orizontal al Subaru.
Astăzi, motorul boxer întruchipează practic acest brand, deși este folosit și nu numai la Subaru, ci și la mașinile altor mărci, de exemplu, Porsche (deși mult mai rar).
Apropo, fanii motocicletei clasice sovietice își amintesc cel mai probabil motocicletele cu un aranjament opus al motorului, cum ar fi „Ural” și „Dnepr” și sunetul lor caracteristic unui motor în funcțiune. Sunetul motorului boxer este o altă caracteristică și avantaj de marketing pentru producătorii auto.
Astfel, Subaru face din acest sunet și din realizările sale de curse un fel de „remarcat” al mașinilor sale, care le deosebește de toate celelalte, ceea ce, la rândul său, are cel mai pozitiv efect asupra vânzărilor de mașini ale acestui brand.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al motorului Subaru opus orizontal nu este practic diferit de binecunoscutul motor cu ardere internă. Cursele de lucru se desfășoară cu aceeași viteză ca și în aranjarea verticală a motorului.
dezavantaje
- Principalul dezavantaj este dificultatea reparării motoarelor boxer. Unele dintre aceste motoare nu pot fi reparate deloc decât dacă sunt scoase din compartimentul motorului. Încă nu fără un instrument specializat. Dacă nu doriți să pierdeți o cantitate uriașă de timp, contactați profesioniștii. Merită să ne amintim că pentru o astfel de procedură va trebui să plătiți o sumă destul de mare, ceea ce nu este surprinzător. La urma urmei, nu orice specialist cunoaște dispozitivul motorului boxer și caracteristicile acestuia;
- Este foarte greu să găsești un mecanic specializat;
- Un dispozitiv complex necesită o investiție financiară mare în ceea ce privește piese noi. Adică, pentru a cumpăra piesa necesară, va trebui să plătiți o sumă mare;
- Consum crescut de ulei.
Avantaje
Designul motorului, cu pistoanele de ambele părți ale arborelui cotit la un unghi de 180 de grade, creează un număr imens de avantaje:
- Cu aranjarea orizontală a cilindrilor unul împotriva celuilalt, forțele inerțiale care decurg din mișcarea pistoanelor se sting reciproc. Ca rezultat, motorul are un echilibru bun și vibrații scăzute.
- Nivelul scăzut de vibrație face posibilă renunțarea la contragreutățile unei mase mici și nu instalarea arborilor de echilibrare. Drept urmare, motorul folosește mai puțin combustibil și are o capacitate de răspuns mai bună.
- Nivelul scăzut de vibrații permite, de asemenea, alezaje mari ale cilindrilor, ceea ce facilitează crearea de motoare de mare viteză pentru mașinile sport.
- Mai puțină inerție față de axa verticală a vehiculului, ceea ce îmbunătățește capacitatea de reacție.
- Înălțimea redusă a motorului și centrul de greutate redus îmbunătățesc în continuare capacitatea de reacție și stabilitatea vehiculului.
- Capacitatea de alezaj mare facilitează dezvoltarea motoarelor cu turații mari pentru mașinile sport.
- Designul motorului opus orizontal este mai rigid, ceea ce reduce pierderile mecanice în timpul funcționării motorului. Acest lucru crește resursele motorului.
Securitate
Siguranță pasivă. În cazul unei coliziuni frontale grave, motorul boxer plat este mai ușor de ghidat sub caroseria vehiculului, reducând astfel energia de impact transmisă habitaclului.
Siguranța pietonilor. Motorul boxer este plat, lasand spatiu intre partile dure ale motorului si capota relativ moale. Acest lucru face posibilă absorbția mai eficientă a energiei de impact la ciocnirea cu un pieton.
Stabilitate ridicată în timpul manevrelor ascuțite
Motorul ușor din aliaj de aluminiu are un centru de greutate scăzut pentru o inerție redusă și ruliu scăzut.
Avantajul unui centru de greutate scăzut poate fi demonstrat cu exemplul unui metronom. Dacă deplasați greutatea în jos, pendulul se va balansa rapid. Când mutați greutatea în poziția superioară, oscilațiile vor încetini. Astfel, avantajul unui centru de greutate scăzut se manifestă cel mai clar în trecerea cu viteză mare a unui grup de viraj strâns.
Controlabilitate
Centrul de greutate redus și dispunerea longitudinală a motorului scurt fac posibilă reducerea nu numai a rulării la virare, ci și a momentului de inerție relativ la axa verticală a vehiculului, care are un efect pozitiv asupra direcției.
Când șoferul rotește volanul pentru a schimba direcția, centrul de rotație al vehiculului este mai aproape de spate. Pentru vehiculele de masă egală, un centru de rotație mai mic față de centrul de greutate înseamnă viraj mai ușor. Acesta este motivul pentru care este preferată un aspect cu motor redus, cu o cutie de viteze andoată longitudinal.
Spre deosebire de rostogolire, care este o consecință naturală a întoarcerii, mișcarea cauzată de rotirea volanului poate fi confundată cu mișcare activă, deoarece este condusă de șofer.
În exemplul metronomului, această mișcare activă este similară cu oprirea pendulului metronomului cu degetul și împingerea acestuia în direcția opusă. Dacă greutatea pendulului este în poziția în jos, veți avea nevoie de mai puțină forță pentru a-l împinge pe cealaltă parte.
Acestea diferă între ele nu numai prin tipul de combustibil consumat, ci și prin caracteristicile de proiectare. De exemplu, există o mare varietate în aranjarea cilindrilor. Fiecare opțiune are propriile sale puncte forte și puncte slabe. În acest caz, vor fi luate în considerare avantajele și dezavantajele unui motor boxer.
În motoarele cu combustie internă alternativă (și există și cele rotative), amplasarea cilindrilor poate fi diferită unul față de celălalt: la un unghi ascuțit, pe un rând, în formă de stea și așa mai departe. În cazul unui cilindru opus, cilindrii sunt în același plan și sunt așezați unul față de celălalt la un unghi de 180 de grade. Spre deosebire de multe motoare în linie, unitatea opusă are adesea două, precum și distribuție verticală. Există mai multe tipuri de motoare boxer. Dintre acestea, cele mai cunoscute sunt:
- Boxer („Boxer”). Diferă prin faptul că pistoanele, amplasate unul în fața celuilalt, se mișcă ca niște boxeri în ring. Adică, atunci când unul dintre ei se află în punctul extrem de sus, al doilea ia poziția extremă inferioară. Ei sunt tot timpul la fel de îndepărtați unul de celălalt;
- OPOS - Cilindru opus cu piston opus. Principiul de funcționare în acest caz este că pistoanele sunt în perechi într-un singur cilindru (piston superior și inferior). Se deplasează unul către celălalt prin rotirea arborelui cotit.
- 5 THF. Acesta este un motor de tanc în doi timpi de fabricație sovietică care a fost folosit pe tancurile T-64 și T-72. O caracteristică interesantă a acestei unități este capacitatea sa multicombustibil. Principalul combustibil pentru el este motorina. Cu toate acestea, cu ajutorul unui întrerupător special al pompei de combustibil de înaltă presiune, a fost posibilă pornirea operației pe benzină sau pe un amestec de benzină cu kerosen și motorină, iar motorul putea funcționa și pe combustibil de reacție. Adevărat, a fost necesară și corectarea unghiului de aprindere (sincronizarea injecției).
Multe companii au fost implicate activ în dezvoltarea unităților de putere. De exemplu, Volkswagen acordă atenție acestui tip de unitate încă de la mijlocul anilor '30 ai secolului trecut. Acestea nu au fost doar experimente, ci dorința de a dezvolta propriul nostru motor boxer, de a reduce nivelul vibrațiilor care apar în timpul funcționării unui motor tradițional în formă de V sau în linie etc. Apropo, inginerii Volkswagen și-au aplicat dezvoltarea la legendarul Volkswagen Beetle. Și încă din anii 60, motoarele boxer au fost folosite activ de compania japoneză Subaru, care se dezvolta în paralel cu germanii.
Beneficiile unui motor cu ardere internă opusă
În general, funcționarea unui motor boxer nu diferă de principiul de funcționare a unităților de alte modele. Cu toate acestea, această dispunere a cilindrilor are anumite avantaje, precum și dezavantaje.
- Cel mai vizibil avantaj al centralelor electrice considerate este absența aproape completă a vibrațiilor în timpul funcționării. Acest efect se realizează prin aranjamente care se echilibrează reciproc. Acest lucru nu numai că adaugă confort, ci și crește semnificativ durata de viață. De aici vine al doilea „plus”;
- Durată de viață impresionantă a motorului plat. Există dovezi că destul de des kilometrajul înainte de prima revizie a fost de cel puțin 500 de mii de kilometri. Desigur, stilul de condus își face propriile ajustări semnificative. Și, totuși, timpul de răspuns este destul de lung. Cu toate acestea, tot timpul puteți găsi afirmațiile experților și șoferilor că 800-900 de mii înainte de primul nu este nimic mai mult decât un basm frumos;
- Motoarele designului luate în considerare în acest articol oferă mașinilor un centru de greutate scăzut. Această calitate este apreciată în special la mașinile sport puternice. Intr-adevar, trecand curbe la viteze mari, este foarte important sa mentinem stabilitatea;
- De asemenea, nu se poate să nu menționăm și despre economisirea spațiului sub capotă. Deși acest punct va părea controversat pentru mulți, deoarece câștigând în înălțime, trebuie să faceți capota mai lată sau mai lungă.
Acestea sunt, poate, toate avantajele esențiale ale contrariilor. Acum trebuie să luăm în considerare dezavantajele, care, din păcate, sunt ceva mai multe.
Principalele diferențe, precum și avantajele și dezavantajele motoarelor cu 8 valve față de motoarele cu 16 valve. Ce unitate de alimentare este mai bine să alegeți.
