Рядный двигатель

Рядные двигатели, по сути, базовая версия двигателей внутреннего сгорания, так как самые первые модели, в которых работала всего пара цилиндров, имели именно рядную компоновку. Изначально такое положение цилиндров использовалось для того, чтобы корректно работал коленчатый вал мотора.

Все началось с одноцилиндрового мотора. Самый первый родственник современного 6 рядного двигателя был придуман и сконструирован еще в 1860 году Этьеном Ленуаром. По-крайней мере, так принято считать, несмотря на то, что попытки запатентовать подобную конструкцию мотора были и раньше. Но, именно агрегат Ленуала является наиболее близким к тем движкам, которые сегодня используются в серийных легковых автомобилях. Двигатель изначально был всего с одним рабочим цилиндром, выдавая колоссальные на то время 1,23 лошадиные силы.

Идея такой конструкции очень быстро посчиталась идеальной и ее подхватили многие изобретатели, стараясь усовершенствовать все, что только можно, исходя из технических возможностей своего времени. Основной упор делался на увеличение мощности. Изначально концентрация внимания была на одном цилиндре и увеличении его размеров. Казалось, что таким образом достичь большей мощности проще всего. Однако пришлось параллельно значительно увеличивать и другие детали – поршень, шатун и т.д. Двигатели в итоге получались крайне нестабильными и тяжелыми, отличаясь в работе серьезной задержкой между воспламенительными тактами. Все тряслось и гремело, что в свое очередь заставляло оборудовать мотор еще одним тяжелым элементом – балансиром.

Очень скоро стало понятно – исследования в тупике. Чисто конструктивно одноцилиндровый двигатель не мог корректно работать из-за ужасного соотношения мощности, размеров и веса. Требовалась дополнительная энергия, для которой нужно было вновь увеличивать цилиндр. Замкнутый круг многие посчитали крахом самой идеи двигателя внутреннего сгорания. Но, решение все же появилось – инженеры осознали, что приводить в движение коленвал можно сразу несколькими поршнями. Наиболее простым и понятным вариантом оказалось расположение нескольких добавочных цилиндров в ряд. Так и появился первый рядный двигатель, ставший прототипом для большинства современных моторов.

Читайте также:  Интеллектуальная система парковки

Первый 4 рядный двигатель увидел свет в конце девятнадцатого века. Сравнивать его по мощности с современными движками нельзя, но его эффективность была значительно выше предшественников. Увеличение мощности достигалось с помощью увеличения количества рабочего объема, то есть, непосредственно рабочих цилиндров. Так, довольно быстро, инженеры различных компаний представили многоцилиндровые двигатели, вплоть до агрегатов с двенадцатью цилиндрами.

Как работает рядный двигатель

Не считая того, что у каждого мотора различное количество цилиндров, 6 рядный и 4 рядный двигатель работают практически одинаково. Принцип действия же основан на базовых характеристиках любого двигателя внутреннего сгорания.

Все цилиндры в таком агрегате располагаются в один ряд. Коленвал, который в действие приводят поршни на силе сгорания топлива, один для всех цилиндров. То же касается и головки блока – она одна на всех.

Основная классификация рядных движков – сбалансированные и несбалансированные. Собственно, сбалансированность требуется из-за очень сложного коленвала и зависит от количества используемых цилиндров. Чем их больше, тем больше баланса нужно. Так, несбалансированными рядными двигателями могут быть только конструкции с небольшим количеством цилиндров, иначе во время работы появляется очень сильная вибрация, попросту разрушающая коленчатый вал. Проще говоря, даже самые дешевые 6 цилиндровые движки сбалансированы намного лучше, чем дорогие «четверки». Таким образом, для улучшения баланса, 4 рядные моторы иногда тоже требуют специальных балансировочных валов, которые часто называют «успокоительными».

Также различия на классы возникают из-за размеров и способа установки. «Четверка» без труда может быть установлена в любом положении под капотом, а большой 6 цилиндровый движок поперек не встанет, даже если над этим будут работать десятки хороших инженеров – стоимость такой установки неважна, так как для поперечного монтажа просто недостаточно места.

Читайте также:  Устройство и работа: Роторный двигатель

Недостатки и преимущества современных рядных двигателей

Собственно, кроме нескольких моментов, плюсы и минусы рядных движков такие же, как и у обычных ДВС.

Четырехцилиндровые агрегаты, которые наиболее распространены, считаются самыми надежными и простыми. Они относительно легки, не требуют особых затрат на ремонт и занимают мало места. Главный минус, который был уже описан выше в статье – несбалансированность. Но, и с этим современные производители научились справляться, дополняя конструкцию балансировочными элементами. Таким образом, рядная «четверка» — лучший двигатель для современного легкового автомобиля вплоть до среднего класса.

Что же касается шестицилиндровых моторов – они сбалансированы практически идеально, справляясь с главным минусом «четверок». Но, за баланс приходится жертвовать не менее важным размером. Поэтому, несмотря на лучшие тех.показатели, «шестерки» менее распространены в обычных автомобилях – коленвал очень длинный, стоимость изготовления слишком высока, размеры слишком большие.

Будущее рядных двигателей

Как и в девятнадцатом веке, наши конструкторы столкнулись с тем, что они называют «предел возможностей конструкции». Хотя, самым распространенным остается все же движок с шестью цилиндрами.

Так, рядные «шестерки» все еще являются основным решением для огромного количества транспортных средств. Их используют на общественном транспорте, легковых автомобилях, сельскохозяйственной технике, небольших судах для хождения по рекам. Более того, многие крупные автоконцерны продолжают устанавливать обычные «шестерки» на свои передовые модели. Например, BMW продолжают каждый год представлять публике новые модификации своего шестицилиндрового флагманского мотора. Активно использует различные модификации и Порше.

При всем этом, считается, что рядные движки уже достигли своего максимума и чтобы увеличивать их мощность дальше, придется бесконечно увеличивать длину коленчатого вала, что, в свою очередь, будет приводить к уменьшению его прочности и сроку эксплуатации всего агрегата.

Читайте также:  Устройство и работа: Система впрыска топлива

В какой-то момент было решено, что наиболее эффективными и мощными рядными двигателями можно считать восьмицилиндровые моторы. Коленвал в них относительно небольшой, а восемь цилиндров дают достаточную мощность при размере всей конструкции. Следующим витком эволюции двигателей внутреннего сгорания стало появление V-образных и оппозитных моторов, которые на данный момент довольно быстро захватывают автомобильный рынок.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *