V образный автомобильный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

В общем случае v образный двигатель – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), цилиндры которого конструктивно расположены друг против друга под определенным углом. Как и любой другой мотор, он во многом определяет конструкцию автомобиля.

Немного истории

Впервые ДВС, имеющий практическое применение, был построен немецкими инженерами Г. Даймлером и В. Майбахом в 1883 году. Этот одноцилиндровый силовой агрегат объемом 462 куб. см. развивал мощность 1,1 л. с. Однако этой мощности было недостаточно и в дальнейшем ее наращивание осуществлялось путем увеличения рабочего объема цилиндра. Но этот процесс не мог продолжаться бесконечно, поэтому конструкторы начали постепенно увеличивать количество цилиндров.

Так появились рядные двух- четырех- шести- и даже восьмицилиндровые двигатели. Правда, увеличение количества установленных в один ряд цилиндров более 6-ти значительно увеличивало габаритные размеры подкапотного пространства автомобиля. Кроме большой длины рядные моторы имеют и другие недостатки, например:

• большой вес;
• ограничение мощности;
• недостаточную сбалансированность и др.

В настоящее время разработкой рядных силовых агрегатов занимаются все ведущие производители автомобилей. Связано это с тем, что они просты как в изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Отличаются они и высокой ремонтопригодностью.

Понимая, что расположение цилиндров в один ряд – это временное решение, тот же В. Майбах в 1889 году изобрел и запатентовал v образный двигатель. Однако первые такие ДВС начали изготавливать только начиная с 1905 года, причем не в Германии, а в США и Франции.

Особенности конструкции

Конструктивно v образный двигатель значительно сложнее стандартного рядного мотора. Ведь они оснащаются двумя головками блока цилиндров (ГБЦ) и имеют более сложные механизмы газораспределения (ГРМ) и впрыска топлива.

Большое значение в конструкции v образных двигателей играет угол размещения цилиндров относительно друг друга. В процессе эволюции создавались различные конструкции, в которых углы развала цилиндров изменялись от 1 до 180 градусов.

В результате многочисленных экспериментов разработчики пришли к выводу, что наиболее оптимальными являются углы 45, 60 и 90 градусов. Именно эти углы развала цилиндров имеет большинство современных v образных силовых агрегатов.

Основным достоинством v образных моторов является их компактность. При этом, их несколько увеличенная ширина существенного значения на размеры подкапотного пространства автомобиля не оказывает.

Разные углы развала цилиндров используются в различных силовых агрегатах. Некоторые их конфигурации сбалансированы очень хорошо, другие требуют использования дополнительных механизмов. Так, например, v образные двигатели с оптимальным углом развала, такие как:

1. v 16 – прекрасно уравновешены и обеспечивают равномерную работу всех цилиндров;
2. v 12 (состоящий как-бы из 2-х шестицилиндровых силовых агрегатов) – независимо от угла развала цилиндров отлично уравновешен;
3. v 10 и v 8 – требуют наличия противовесов на коленчатом валу;
4. v 2, v 4, v 6 – отличаются повышенной вибрацией и требуют дополнительной балансировки.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение v образные двигатели получили, в первую очередь, благодаря возможности получения максимального крутящего момента. Достигается это за счет того, что в отличие от рядного мотора (R двигатель), в котором силы, направленные на коленчатый вал, ориентированы перпендикулярно, в v образном силовом агрегате они действуют по касательной с двух сторон. При этом достигается максимальное ускорение коленчатого вала, так как инерция, создаваемая при работе, значительно выше той, которая используется в R-образных моторах.

Кроме того, v образный двигатель имеет большую жесткость коленчатого вала, что :

• повышает прочность всей конструкции силового агрегата;
• увеличивает срок службы мотора;
• позволяет динамично работать как на низких, так и на высоких (предельных) оборотах.

Силовые агрегаты с v-образным расположением цилиндров не свободны от недостатков. Среди них отмечают:

• высокую стоимость;
• большой уровень вибраций;
• сложности при балансировке и др.

Однако в настоящее время разработчики владеют соответствующими конструкторскими решениями и технологическими возможностями, позволяющими минимизировать влияние этих недостатков и улучшить ряд технических характеристик этих моторов.

Несмотря на то, что с момента изобретения v образных силовых агрегатов прошло более 100 лет, их потенциал полностью еще не раскрыт. Будущее автомобилестроения несомненно связано именно с этими моторами. Поэтому в этом направлении и работают сейчас многочисленные коллективы разработчиков, стараясь, чтобы их производство стало более технологичным и менее затратным.

Перспективные разработки

Наиболее распространенным среди v образных силовых агрегатов является двигатель v6.

Однако именно он отличается высоким уровнем вибраций и требует достаточно трудоемкой балансировки. В настоящее время существует несколько направлений, в которых эволюционируют двигатели v 6:

• Оппозитные силовые агрегаты

Оппозитный мотор – это v образный мотор, у которого угол развала цилиндров составляет 180 градусов. Такая конструкция позволяет значительно снизить центр тяжести и, что особенно важно, взаимно нейтрализовать вибрацию поршней, сделав рабочие характеристики мотора более плавными. Лидером этого направления моторостроения является компания Fuji Heavy Indastries Ltd., которая уже много лет разрабатывает такие двигатели для автомобилей марки Subaru. Оппозитная компоновка позволяет придать блоку цилиндров очень высокую прочность и жесткость, однако значительно усложняет ремонт мотора.

Для справки: оппозитные силовые агрегаты устанавливаются практически на все автомобили Subaru начиная с 1963 года.

• VR образные моторы

Разработка VR образных силовых агрегатов – еще одно направление, по которому развиваются v-образные двигатели. Конструктивно такие моторы представляют собой симбиоз v образного и рядного силового агрегата и отличаются от обычныхŸ малым углом развала цилиндров (15 градусов) иŸ наличием одной ГБЦ, которая накрывает оба ряда цилиндров.

Такая компоновка позволяет получить компактный силовой агрегат, который меньше по длине, чем рядный 6-ти цилиндровый мотор и ширине, чем обычный двигатель v6.

Для справки: моторы VR 6 устанавливались на автомобили компании Volkswagen (Passat, Golf, Sharan и др.). Они имели заводские обозначения ААА (объем 2,8 л., мощность 174 л. с.) и ABV (объем 2,9 л., мощность 192 л. с.).

Модели двигателей российского производства

Двигатель – это сердце автомобиля. Он приводит в движение не только колеса, но и другие важные механизмы авто: газораспределительную систему, генератор, систему охлаждения и т. д. В зависимости от предназначения мотор может иметь отличимую конструкцию и разные силовые показатели. Именно по этому критерию и определяют направление будущего производства отечественные моторостроительные заводы. Российские двигатели авто выпускаются в достаточно широком ассортименте.

Основные производители ДВС в России

Всего на территории РФ насчитывается порядка 30 моторостроительных заводов. Но только четыре из них занимаются широкомасштабным производством двигателей для гражданского использования:

• УМЗ – Ульяновский завод, специализирующийся на изготовлении дизельных и бензиновых моторов стандарта ЕВРО-4 и ЕВРО-5. Его продукция применяется на легковых автомобилях, джипах и небольших грузопассажирских ТС;
• ЗМЗ – Заволжский завод, выпускающий рядные четырехцилиндровые силовые агрегаты, с топливной системой бензинового типа. Основная целевая аудитория: легковые автомобили;
• АвтоВАЗ – Волжский завод, специализирующийся на выпуске легковых авто, внедорожников и их комплектующих частей, включая моторы. В арсенале производителя имеется целая линейка бензиновых ДВС с карбюраторной и инжекторной системами питания;
• ГАЗ – Нижегородский завод, производящий двигатели для легковых, грузовых и пассажирских автомобилей. Предложенные им образцы бывают всего двух типов: рядные 4 и 6 цилиндровые.

Остальные моторостроительные заводы, по типу КАМАЗа, ТМЗ и т. д., производят силовые агрегаты исключительно для специализированной техники. Их продукция пользуется широкой популярностью за рубежом. Но по охвату целевой аудитории их можно назвать узкоспециальными.

Модельный ряд отечественных двигателей

Список российских силовых агрегатов включает в себя моторы разных конструкций, начиная с рядной «четверки», и заканчивая V-образной «восьмеркой». Рассмотрим несколько примеров самых популярных ДВС:

Российские двигатели ВАЗ 11183i и ВАЗ 11189i

Два четырехцилиндровых рядных мотора, разработанные для линейки автомобилей Lada Kalina и Granta. ДВС с индексом 11183 имеет рабочий объем в 1,6 литров, при которых его мощность достигает всего 82 л. с.

А вот улучшенный двигатель 11189, при более экономичном объеме блока (1,4 л.) выдает до 89 лошадей, за счет увеличенного количества клапанов. При этом оба силовых агрегата отвечают требованиям ЕВРО-4, что делает их доступными для использования на территории Европы;

ВАЗ 2101-2107

Линейка бензиновых «четверок», с рядным расположением цилиндров. Применяется исключительно на легковых автомобилях ВАЗ «классика», с задним приводом.

Рабочий объем таких силовых агрегатов колеблется от 1,3 до 1,6 литров, с соответствующим разбросом мощности: от 68 до 75 лошадиных сил. В 2006 году производство такого типа ДВС было приостановлено.

ВАЗ 2108-2115

Ряд четырехцилиндровых инжекторных двигателей, с рабочим объемом от 1,5 до 1,8 литров. Разброс мощности таких силовых агрегатов составляет 69 – 105 л. с. А применяются такие ДВС только на отечественных седанах, хэтчбеках и универсалах.

ВАЗ 2121

Один из самых мощных рядных «четверок» Волжского завода. Его рабочий объем составляет 1,8 литров, при номинальной мощности мотора в 82 л. с. Таким ДВС укомплектовываются отечественные внедорожники с приводом 4Х4, по типу «Нивы» или «Кедра».

Российские двигатели ЗМЗ 402.10, 420 6.10, 402 1.10 и 402 5.10

Четырехцилиндровые двигателя с рядным расположением цилиндров и рабочим объемом в 1,6 литров. Находят применение на маломощных грузовых автомобилях и легковушках. Номинальная мощность таких ДВС колеблется от 95 до 100 л. с.

ЗМЗ 4104.10 и 409.10

Рядные «четверки» с карбюраторной топливной системой, и рабочим объемом в 1,6 литров. Такие силовые агрегаты способны выдавать от 96 до 143 лошадиных сил. А применяют их исключительно на полноприводных автомобилях повышенной проходимости.

ЗМЗ 40522.10, 4063.10, 4091.10

Моторы инжекторного типа, применяемые на грузовых, пассажирских и грузопассажирских машинах среднего класса грузоподъемности. Объем блока у таких ДВС достигает 1,6 литров, при номинальной мощности от 110 до 125 л. с. Образец с индексом 4063.10 имеет еще и экспортный вариант, отвечающий стандартам ЕВРО-4.

ЗМЗ 4062.10 и 40621.10

Рядные «четверки», с инжекторной системой питания. Чаще всего их применяют на легковых автомобилях ГАЗ. Но иногда такие ДВС встречаются и на грузопассажирских УАЗах. Номинальная мощность этих моторов составляет 145 л. с., при объеме в 1,6 литров. А вот их ЭКО уровень едва дотягивает до ЕВРО-2.

Российские двигатели ЗМЗ 40524.10 и 40525.10

Современные силовые агрегаты стандарта ЕВРО-4, с четырьмя цилиндрами, объемом 1,6 литров, расположенными в ряд. Мощностной порог таких ДВС достигает 140 л. с., а применяют их чаще всего на последних моделях «ГАЗель» и «Рута»;

ЗМЗ 51432.10 CRS

Единственный турбированный мотор, производимый Заволжским заводом. Его мощность составляет 114 лошадиных сил, при объеме мотора в 1,4 литра. Такой ДВС можно встретить на отечественных внедорожниках УАЗ «Патриот», «Хантер» и «Карго» (в том числе и в кузове пикап);

Двигатели отечественного производства ЗМЗ 5233.10, 5234.10 и 513.10

V-образные «восьмерки», выдающие до 130 лошадей. Такие силовые агрегаты являются узкоспециальными, так как их применение распространяется только на пассажирские автобусы и грузовики среднего класса.

ЗМЗ 73

Восьмицилиндровый мотор, с V-образным расположением цилиндров. Применяется на манипуляторах, погрузчиках и другой спецтехнике легкого и среднего класса грузоподъемности. Его рабочий объем достигает 4,25 литров, при максимальной мощности в 123 л. с.

ГАЗ 560 и 5601

Рядные четверки, выдающие до 95 и 110 лошадей соответственно. Силовой агрегат под индексом 560 применяется на легковых автомобилях модели «Соболь», «Волга» и «Крайслер». А вот более сильный ДВС находит применение на грузопассажирских «ГАЗелях» и «Соболях».

ГАЗ 5621

Шестицилиндровый рядный мотор, выдающий до 110 лошадей. Образец для грузовых автомобилей и лимитированных внедорожников с повышенной проходимостью «Тигр» и «Водник».

ГАЗ 5603

Экспортный вариант силового агрегата, отвечающий стандартам ЕВРО-4. Представлен рядной «четверкой», с рабочим объемом 1,6 литров и номинальной мощностью в 110 лошадиных сил.

Российские двигатели УМЗ 4215, 4216, 4216-47, 4216-4, 4216-1

Четырехцилиндровые рядные ДВС, с разбросом мощности от 96 до 107 лошадей. Специальный образец для пассажирских автомобилей «Газель» и «Соболь». Благодаря ЭКО стандарту ЕВРО-3,4 такой силовой агрегат поставляется еще и на экспорт, в модификациях с 8 и 16 клапанами.

УМЗ 421

Мотор с рядным блоком и 4 цилиндрами, рабочий объем которых составляет 1,6 литров. Широко применяется на грузопассажирских автомобилях марки УАЗ, с приводом 4Х4. Номинальная мощность такого ДВС составляет 98 лошадиных сил.

УМЗ 4213

Современный силовой агрегат, отвечающий стандарту ЕВРО-3. Изготавливается для внедорожников УАЗ. При объеме 1,6 литров (4 цилиндра) выдает до 107 лошадей.

Средний ресурс отечественных моторов составляет порядка 150-170 тыс. км – для легковых авто, и от 90 до 110 тыс. км пробега – для грузопассажирских машин и внедорожников с полным приводом.

Вес силовых агрегатов, выпускаемых заводами ВАЗ, ГАЗ, УМЗ и ЗМЗ не превышает 115 кг – у легковушек, и 170 кг – у машин с большой грузоподъемностью. Для их питания используется топливо АИ-92/95, а для смазки трущихся элементов блока производитель рекомендует применять масло с индексом от 5W30 до 15W40.

Специализированные российские двигатели

Помимо образцов для джипов и легковушек отечественные моторостроительные заводы производят еще и двигателя специального назначения. К ним относятся:

ТМЗ 864-10

V-образный восьмицилиндровый дизель, созданный Тутаевским моторным заводом. Его максимальная мощность составляет 500 л. с. при рабочем объеме в 17,25 литров. Такого рода моторы применяются на грузовых автомобилях с большой грузоподъемностью.

От легковых ДВС ТМЗ 864-10 существенно отличается конструкцией: в нем предусмотрен базовый турбонаддув и замкнутая система вентиляции картера.

КАМАЗ 740.74-20

300-сильный дизельный мотор, с V-образным блоком цилиндров. Применяется на грузовых автомобилях среднего класса грузоподъемности, с приводом 6Х6. По ЭКО стандарту подходит под требования ЕВРО-4. Средний ресурс такого ДВС – 1 млн. км. Пробега.

ЯМЗ 536

Дизельный силовой агрегат, с V-образным восьмицилиндровым блоком. Подходит для использования на самосвалах и грузовых автомобилях с колесной базой от 4Х4 до 8х2. Изредка применяется на автопоездах, с общей грузоподъемностью до 44 тонн. Его рабочий объем составляет 12 литров, при номинальной мощности в 412 лошадиных сил.

В конструкции специализированных силовых агрегатов применяются зарубежные технологии, на подобии: Common, Rail Westport и EvoTech. Они позволяют снизить расход топлива гигантов, и увеличить их рабочий ресурс.

Топ 3 самых надежных двигателей отечественного производства

За длительное время эксплуатации отечественных автомобилей специалисты смогли вычислить тройку самых надежных силовых агрегатов, выпускаемых заводами ЗМЗ и АвтоВАЗ. Это двигатели отечественного производства:

ВАЗ 11189

Рядная четверка, с рабочим объемом в 1,6 литров. Этот мотор оснащен достаточно простой и надежной газораспределительной системой на 8 клапанов. Втыковые поршни, характерные для всего модельного ряда ВАЗ, на нем были заменены на безвтыковые, которые не гнуться при обрыве ремня ГРМ.

Заводского ресурса такого силового агрегата хватает более, чем на 200 тысяч км пробега. А вот ЭКО уровень двигателя ВАЗ 11189 отвечает всем нормам ЕВРО-4, что не присуще большинству отечественных легковых автомобилей. Дата производства ДВС – с 2015 года, и по сегодняшний день (в 2018 году была произведена глобальная модернизация блока цилиндров).

ВАЗ 21179

Это 1,8 литровый силовой агрегат, с рядным блоком. Еще один бензиновый образец от завода «АвтоВАЗ», который славится высоким уровнем надежности. В его основе лежит конструкция с более устаревшей модели 21126.

Но в ходе модернизации производители оснастили двигатель ВАЗ 21179 новыми коленчатым валом и поршневой группой. За счет этого, при старом расходе, мотор стал выдавать аж 122 лошадиные силы (вместо 110, как на версии 21126).

Изменилась и система охлаждения блока. Теперь она способна выдерживать большое давление, препятствуя течи. Единственный недостаток российского двигателя ВАЗ 21179 – повышенный расход масла на обкатке.

Но если перетерпеть этот период, то силовой агрегат отблагодарит вас 400 тысячами км пробега. Хотя заводской ресурс, на который дается гарантия, заканчивается на 300 тысячах.

ЗМЗ 409

Рядная четверка от Заволжского завода, объемом 2,7 литра, замыкает тройку самых надежных моторов отечественного производства. В отличие от силовых агрегатов АвтоВАЗ этот ДВС укомплектован 16-ти клапанным газораспределительным механизмом. Но в плане надежности он не уступает своим восьми-клапанным аналогам.

Блок мотора ЗМЗ 409 изготовлен из высокопрочного чугуна, с повышенным уровнем огнеупорности, за счет чего двигатель не так сильно страдает от перегрева. Установленный заводом ЭКО уровень этого ДВС достигает стандарта ЕВРО-4. Ну а средний срок эксплуатации блока под индексом 409 составляет 450 – 500 тысяч км.

Единственное слабое место двигателя ЗМЗ 409 – натяжители цепи газораспределительного механизма. Но их ремонт достаточно дешевый. Поэтому брать во внимание этот недочет не стоит. Период выпуска мотора ЗМЗ 409 – с 2001 года, по настоящее время.

Тройка самых надежных отечественных агрегатов была разработана для моделей Lada Vesta, Lada X-Ray, Lada Largus, UAZ Hunter, UAZ Patriot и UAZ 452. Также некоторые экземпляры «АвтоВАЗа» поставлялись на экспорт, для использования на легковых автомобилях и универсалах. Поэтому не исключено, что Волжские двигатели отечественного производства можно встретить на некоторых Фиатах и Рено.

Самые надежные двигателя Toyota, для них миллион километров не предел

Всем здравствуйте! Самые надежные двигателя японских автомобилей Toyota, которые не ломаются, о них поговорим. Двигателя, которые могут проходить до миллиона километров и больше. И это не миф, это реальность, доказанная не одной тысячей очевидцев.

Двигатели производства Toyota являются хорошими, продуманными и легко поддаются ремонту. Они немного отличаются от немецких лишь тем, что может быть имеют меньше всяких примочек, типа балансировочные валы, системы изменения газофаз и прочих.

У японцев гораздо лучше организовано подкапотное пространство, в отличии от немцев, где гораздо сложнее добраться для устранения пустяковой неисправности. К примеру, на двигателе Мерседеса ОМ642 и ему подобных, чтобы заменить прокладку теплообменника, нужно разобрать весь развал цилиндров. Примерная стоимость будет 30-35 тысяч рублей.

Поэтому тойотовские автомобили очень любят сервисмены, их легко обслуживать и ремонтировать.

И так, двигатели долгожители.

Самые надежные двигателя Toyota

Двигатель Toyota D4-D

Хочу обратить внимание, двигатели первого поколения. Дизель. Его смело можно отнести к миллионникам, потому что реально, автомобили с таким двигателем, с небольшими неисправностями отхаживали 700-800 тысяч километров и более.

Самый старший производился до 2008 года. Он имел объем 2 литра, развивал мощность 116 л.с., имел обычную классическую компоновку. Чугунный блок, восьмиклапанный ГРМ, алюминивую головку блока, обычный ременный привод ГРМ.

Такие моторы обозначались индексом «CD». У владельцев таких моторов практически не было жалоб на работу, если случались, то это только на работу форсунок, которые были просты для восстановления. Так же были проблемы, связанные с системами, связанными с защитой экологии, а именно сажевыми фильтрами и клапанами ЕГР.

Ну а это все упирается в качество топлива и к конструкции имеют посредственное отношение. По этой же причине после 500 тысяч км. выходили из строя ТНВД.

Двигатель Toyota 3S-FE

Этот двигатель многие считают одним из самых живучих. Просто не убиваемый. Появился он в конце 80-х и ставился практически на все автомобили Toyota.

Атмосферный, четырехцилиндровый, 16-ти клапанный, мощность двигателя варьировалась от 128 до 140 л.с. Camry, Carina, Avensis, Rav4 и другие, это неполный список автомобилей на которые устанавливался этот двигатель.

Производился этот мотор с 1986 по 2000 год. Существовала и более мощная версия этого двигателя 3S-GTE, она уже была с турбонаддувом и приобретя все положительные конструктивные качества от 3S-FE, была тоже довольно надежной версией этого уникального двигателя.

Ставился этот мотор на Camry, Vista, Carina, CarinaED, Chaser, Mark II, Cresta.

Так вот наш герой переносил все тяготы плохого сервиса, работая в невыносимых условиях, никогда не подводил, был очень удобен и прост в ремонте. Его можно было разобрать и собрать в гараже, условиях так сказать полевых устранить неисправность, конечно при наличии навыка и знаний.

С хорошим сервисом такой мотор выходил спокойно 600 тысяч, дальше с небольшими ремонтами можно было выдавить из него и миллион.

Двигатель Toyota 1JZ-GE и 2JZ-GE

Двигатель 1JZ-GE был 2,5 литровый, 2JZ-GE – 3,0 литровый. Оба двигателя рядные, 6-ти цилиндровые, атмосферные (без турбины).

Долгожительство этих двигателей поражает. Для них откатать миллион км. без капитального ремонта, вообще без проблем. Если конечно его намеренно не убивать.

А если после соответствующего ремонта, то еще пробегает не менее 500 тысяч километров. Ему памятник надо где-нибудь поставить! Честь и хвала японским инженерам, разработавшим такие движки.

Механики всего мира, все без исключения уважают этот двигатель, называя его даже мотором для танка. Потому что их надежность и запас прочности такой, что 3,0 литровый 2JZ-GE при соответствующем тюнинге, установке турбин и доводке его до максимального форсирования, можно выдавить из него до 500 л.с. Для сравнения, Lexus IS-300 с таким двигателем в 3,0, составляет 214 л.с.

Существуют еще из этой же серии, но встречающиеся довольно редко, это 3JZ-GE и 4JZ-GE. Восьми- и десятицилинровые двигатели.

Всё, что говорилось хорошего выше, относится и к этим двигателям, эта экзотическая компоновка просто бесконечно удивляет. Такие моторы где-то до сих пор служат и наверняка радуют своих владельцев.
Если обобщить все эти моторы, которых мы поставили на первое место. Очень прочная, скажем так, арматура, основа этого двигателя. И простая и надежная электроника. Недостатков у них практически нет! Ничего не ломается!

Нет масляного голодания, и в связи с этим ресурс очень большой. Нет новых замороченных технологий, просто удачная компоновка и хороший метал в тех местах, где он должен быть хорошим.

Единственный минус, большой расход топлива и отсутствие неоригинальных запасных частей. Только оригинальные.

Ставили такие моторы на Тойоты и Лексусы различных модификаций.

Источник Источник http://dvigatels.ru/uhod/v-obraznyj-dvigatel.html
http://autoexpert174.ru/dvigateli-rossijskie/

Самые надежные двигателя Toyota, для них миллион километров не предел