Прямоточный двигатель — Straight-twin engine

Прямой образный двигатель , также известный как встроенные-близнецы , вертикальный-двойник , или параллельно-твин представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель , где два цилиндра расположен в линии вдоль общий коленчатый вал.

Прямые двухместные двигатели в основном используются в мотоциклах; другие виды использования включают автомобили, морские суда, снегоходы, водные мотоциклы, вездеходы, тракторы и сверхлегкие самолеты.

Для прямолинейных спаренных двигателей использовались различные конфигурации коленчатого вала, наиболее распространенными из которых являются 360, 180 и 270 градусов.

Содержание

• 1 Терминология
• 2 Дизайн
  • 2.1 Угол поворота коленчатого вала
  • 2.2 Коренные подшипники
• 3 Использование в мотоциклах
  • 3.1 История
  • 3.2 Модели с поперечным расположением двигателя
  • 3.3 Модели с продольным расположением двигателя
• 4 Использование в автомобилях
• 5 Использование на морских судах
• 6 Другое использование
• 7 См. Также
• 8 ссылки

Терминология

Прямо-сдвоенная компоновка также упоминается как «параллельная-двойная», «вертикальная-двойная» и «линейная-двойная». Некоторые из этих терминов изначально имели определенные значения, относящиеся к углу коленчатого вала или ориентации двигателя, однако они также часто используются как взаимозаменяемые.

В Соединенном Королевстве термин «параллельный-твин» традиционно используется для двигателей с углом поворота коленчатого вала 360 градусов, поскольку два поршня расположены в одном направлении (т. Е. Параллельно друг другу). Термин «вертикальный твин» использовался для описания двигателей с углом поворота коленчатого вала 180 градусов, который заставляет поршни двигаться в противоположных направлениях. Термины «прямой твин» и «рядный твин» использовались в более общем смысле для любого угла поворота коленчатого вала.

Для мотоциклов «рядный сдвоенный двигатель» иногда относился либо к продольной ориентации двигателя (то есть с коленчатым валом на одной линии с шасси), либо к U-образному двигателю ( тандемный сдвоенный двигатель ), где цилиндры расположены продольно в шасси (хотя два коленчатые валы реально ориентированы поперечно).

дизайн

По сравнению с V-образными и двухцилиндровыми двигателями , прямые двухцилиндровые двигатели более компактны, имеют более простую конструкцию и дешевле в производстве. Прямые сдвоенные двигатели могут быть подвержены вибрации либо из-за неравномерного интервала между включениями, присутствующего в кривошипно-шатунных двигателях на 180 °, либо из-за большой массы не встреченного возвратно-поступательного движения в двигателях с кривошипом 360 °. Рядные близнецы также больше страдают от реакций крутящего момента и вибрации.

Угол поворота коленчатого вала

Наиболее распространенные конфигурации коленчатого вала для прямолинейных сдвоенных двигателей — это 360 градусов, 180 градусов и 270 градусов.

В двигателе с коленчатым валом, повернутым на 360 градусов, оба поршня движутся вверх и вниз одновременно. Однако интервал зажигания смещен между цилиндрами: один цилиндр работает во время первого оборота коленчатого вала, а затем другой цилиндр — при следующем вращении. В 360-градусных двигателях может использоваться одна система зажигания для обоих цилиндров с использованием отработанной системы искры .

Несовершенный первичный баланс соответствует одноцилиндровому двигателю эквивалентной возвратно-поступательной массы. Ранние двигатели пытались уменьшить вибрацию с помощью противовесов на коленчатом валу, однако более поздние методы также включали балансирные валы и отдельный утяжеленный шатун. По сравнению с одноцилиндровым двигателем более частый интервал зажигания (360 градусов по сравнению с 720 градусами) приводит к более плавным ходовым характеристикам, несмотря на аналогичный динамический дисбаланс.

С 1930-х годов в большинстве британских четырехтактных прямолинейных сдвоенных мотоциклетных двигателей использовался коленчатый вал на 360 градусов, так как это позволяло избежать неравномерной пульсации впуска, характерной для других конфигураций, тем самым устраняя необходимость в сдвоенных карбюраторах. В 1960-х годах, хотя японские мотоциклы в основном перешли на коленчатый вал 180 градусов для двигателей объемом от 250 до 500 куб.см, различные двигатели меньшего и большего размера продолжали использовать коленчатый вал на 360 градусов. Вибрация была менее важной проблемой для небольших двигателей, таких как 1965 Honda CB92 и 1979 Honda CM185 . В более крупных двигателях, таких как Yamaha XS 650 1969 года и Yamaha TX750 1972 года , часто использовались балансирные валы для уменьшения вибрации. В более поздних двигателях Honda CB250N / CB400N 1978-1984 годов также использовался коленчатый вал с углом поворота 360 градусов. Мотоциклы BMW F с параллельным сдвоенным двигателем 2008 года также используют коленчатые валы на 360 градусов с третьим «рудиментарным» шатуном (действующим в качестве противовеса) и ограничением числа оборотов 9000 об / мин для уменьшения вибрации.

В двигателе с коленчатым валом, повернутым на 180 градусов, один поршень поднимается, а другой опускается. В четырехтактном двигателе интервал зажигания неравномерен: второй цилиндр работает на 180 градусов после первого, за которым следует зазор в 540 градусов, пока первый цилиндр не сработает снова. Неравномерный интервал зажигания вызывает вибрацию и приводит к «неровной» подаче мощности. Для двигателя 180 ° также требуется отдельная система зажигания для каждого цилиндра.

Идеальный первичный баланс возможен с прямым сдвоенным двигателем на 180 градусов, однако конструкция создает качающуюся пару, которая требует использования балансирного вала для уменьшения вибрации. Прямой двухцилиндровый двигатель 180 градусов имеет вторичный дисбаланс (аналогичный рядному четырехцилиндровому двигателю), однако меньшая возвратно-поступательная масса означает, что это часто не требует лечения.

Двигатель с коленчатым валом 180 ° страдает меньшими насосными потерями, чем двухцилиндровый двигатель на 360 °, потому что смещение картера относительно не изменяется при перемещении поршней.

В 1960-х годах японские производители мотоциклов отдавали предпочтение использованию коленчатых валов с углом поворота 180 градусов, поскольку повышенная плавность хода позволяла увеличить число оборотов и, следовательно, более высокую мощность. Например, двигатель Honda CB450 1966 года с коленчатым валом 180 градусов имеет такую ​​же выходную мощность, что и современные британские двигатели с коленчатым валом на 360 градусов, несмотря на меньший рабочий объем 450 куб. См по сравнению с 650 куб. И Yamaha TX500 1973 года, и Suzuki GS400 1977 года имели коленчатый вал 180 градусов и балансирный вал. С 1993 года большинство двигателей Honda с прямыми сдвоенными двигателями для мотоциклов используют коленчатый вал 180 градусов.

Двухтактные двигатели обычно используют коленчатый вал 180 градусов, так как это приводит к двум равномерно распределенным рабочим ходам на оборот. Основная частота колебаний вдвое больше , чем эквивалентный одноцилиндровый двигатель, однако уменьшается вдвое амплитуда. Двухтактные двигатели, в которых не используется коленчатый вал на 180 градусов, включают Yankee 1972 года и военную версию Jawa 350 1964 года , оба из которых используют вместо этого коленчатый вал на 360 градусов.

В двигателе с коленчатым валом на 270 градусов один поршень следует на три четверти оборота за другим. Это приводит к неравномерному интервалу зажигания, когда второй цилиндр стреляет на 270 градусов после первого, а затем следует зазор в 450 градусов, пока первый цилиндр не срабатывает снова. Это та же картина, что и у 90-градусного V-образного двигателя , и в результате обе конфигурации имеют одинаковый «пульсирующий» звук выхлопа. Поршни в прямом двухцилиндровом двигателе на 270 градусов никогда не бывают неподвижными одновременно (как в двухцилиндровом двигателе на 90 градусов), тем самым уменьшая чистый обмен импульсом между кривошипом и поршнями во время полного вращения.

Несовершенный первичный баланс создается в прямом двухцилиндровом двигателе на 270 градусов из-за комбинации свободной силы и качающейся пары; для компенсации этого часто используется балансирный вал. Вторичный баланс двигателя на 270 градусов идеален, однако конфигурация действительно приводит к неуравновешенной качающейся паре.

Первые серийные 270-градусные двухцилиндровые мотоциклетные двигатели были установлены на Yamaha TRX850 и Yamaha TDM 1996 года . Более поздние примеры включают в себя 2009 Triumph Thunderbird , 2010 Norton Commando 961 , 2012 серии Honda NC700 , 2014 Yamaha MT-07 , 2016 г. Триумф Thruxton 1200 и 2018 Royal Enfield перехватчик 650 .

Основные подшипники

В двухцилиндровых двигателях с прямым приводом каждый цилиндр имеет отдельный шатун , в отличие от двигателей с V-образным сдвигом, в которых для обоих шатунов может использоваться общий шатун . Большинство старинных британских прямолинейных двухцилиндровых мотоциклетных двигателей (таких как Triumph, BSA, Norton и Royal Enfield) имели два основных подшипника . Начиная с конца 1950-х годов, большинство прямолинейных сдвоенных двигателей Honda имели четыре основных подшипника. Последующие прямые двухдвигательные двигатели имели четыре, а иногда и три главных подшипника.

Сдвоенный двигатель 1jz gte. V12 5.0.

Найдены возможные дубликаты

Не то, чтобы я обожал автомобили. Но.

Редкие кадры, процесс вылупления детеныша автомобиля

Абитбуль призвал Формулу 1 изменить моторы из-за ухода Honda

Босс Renault полагает, что новый регламент нужен раньше 2021 года

После объявления Honda об уходе из Формулы 1 в 2021 году, в чемпионате осталось лишь три поставщика моторов на десять команд. При этом, сейчас по три команды используют двигатели Mercedes и Ferrari, а у Renault в сезоне-2021 не будет ни одного клиента, кроме собственной команды.

Руководитель Renault Сириль Абитбуль считает, что уход Honda показывает проблемы технического регламента в части силовых установок, и призывает сменить его раньше срока. По текущим планам, новые моторы появятся в Ф1 лишь в 2026 году.

«Хочу, чтобы всем было ясно, что нас не порадовала ситуация с Honda, – сказал Абитбуль. – Надо называть вещи своими именами: это для Ф1 шаг не в лучшую сторону. Мы хотим, чтобы в Ф1 были и автопроизводители, и поставщики моторов. И то, что их осталось лишь три – развитие не в ту сторону.

Нам надо сделать выводы из этой ситуации, и я призываю руководителей чемпионата уделить больше внимания этому вопросу. Ситуация с моторами не надежна. Особенно с экономической стороны, но и с технической тоже. Не уверен, что мы можем себе такое позволить.

Нам надо либо изменить ситуацию при нынешней архитектуре силовых установок, либо ускорить появление новой архитектуры. Я ожидаю, что текущая ситуация запустит серьезное обсуждение возможности изменения сроков ввода новых силовых установок».

По мнению Абитбуля, текущие правила не привлекают производителей в Ф1, так как разработка боеспособной техники требует огромных ресурсов: «Входной билет слишком дорог, и по деньгам, и по технологиям. Даже при огромных тратах тебе потребуется чрезвычайно много времени.

Можно стоять на острове и говорить, что все в порядке, ведь ты-то переплыл это море. Но оно слишком широко и переплыть его слишком тяжело, чтобы Ф1 была в безопасности. Нам надо, чтобы на этом острове было больше людей. Нужно лучше подумать об экологической и экономической надежности моторов.

Кое-что было сделано, но этого недостаточно. Надо быть жестче, ударить по моторам так же, как мы сделали с шасси в последние месяцы».

По мнению Абитбуля, Ф1 также не хватает правильного продвижения своих моторов: «Это базовый закон маркетинга – дать миру знать о своей продукции. А не просто сделать ее и жаловаться. Если пилоты говорят о моторах, то только жалуются на них. У нас мало возможностей рассказать, насколько эти двигатели восхитительны.

Но в то же время надо признать, что технология сложная, и нам надо задуматься, действительно ли она нужна, если из-за нее страдает боеспособность команд».

Двухтактный двигатель в автомобиле [легче, чище, ниже расход топлива]

Когда двухтактный двигатель заменит четырехтактный

Двухтактные двигатели скоро заменят в автомобилях четырехтактные. Идея, которая пришла в голову инженеру Петеру Хофбауеру сделает маленькую революцию в мировом автомобилестроении. Он доказал, что двухтактный движок может применяться не только в газонокосилках и подвесных лодочных моторах, но и в автомобилях. По своим показателям двухтактный движок способен превзойти автомобильный четырехтактный.

Двухтактный двигатель в автомобилях – еще лучше, еще легче, еще эффективнее

Идея двухтактного двигателя для автомобилей не нова, но до сих пор никому не удавалось ее реализовать из-за инженерных препятствий. Однако Петер Хофбауер сделал прорыв в этой области, за что и получил награду в 2011 году за конструкцию двухтактного двигателя, который лучше и эффективнее традиционного четырехтактного.

Относительно простые и легкие, двухтактные движки, используемые в бензопилах и навесных лодочных моторах, прекрасно подошли бы легковым машинам. Подошли, если бы не их минусы – двухтактники сильнее загрязняют окружающую среду, в сравнении с четырехтактными. Плюс ко всему они требуют более качественного масла, у них больше расход топлива. Зато на высоких оборотах двухтактники более приемистые. При меньших чем у черехтактника размерах, в двухтактниках камера сгорания больше, а движение поршня медленнее, из-за чего ТВГ (температура выхлопных газов) выше. Атмосфера страдает, Greenpeace протестует. «Я потратил как минимум 50 миллионов долларов компании GM, чтобы доказать, что двухтактники никогда не будут использоваться в легковых машинах», говорит ветеран General Motors Дон Ранкл. Однако движок со встречным движением поршней, разработанный Петером Хофбауером, изменил точку зрения Ранкла.

Как и в других двигателях со встречным движением поршней или плоских движках, поршни в созданном Петером двухтактнике движутся горизонтально. «Момент истины» для Хофбауера настал, когда бывший инженер компании Volkswagen обдумывал, в чем же слабые места встречного движения поршней мотора VW. «И в тот момент я подумал, Боже, ведь все настолько просто! Нужно заменить головку блока цилиндров на головку с движущимся поршнем и впускным окном!».

И его идея выстрелила! Созданному Хофбауером двухтактному двигателю требуется вдвое меньше запчастей, чем аналогичному четырехтактному, поэтому весит он на 30% меньше. В зависимости от конфигурации, двухтактник вырабатывает энергию на 15-50-процентное эффективней, чем это делает четырехтактный. Благодаря уникальной архитектуре и нескольким ключевым нововведениям, двигатель со встречно движущимися поршнями выпускает значительно меньше выбросов, чем типичный двухтактный. Сейчас компания EcoMotors, один из спонсоров автомобильной выставки в Бьюли , на которую работает Петер Хофбауер, сосредоточена на создании двухтактных силовых установок для грузовиков и уже имеет прототип дизельного мотора мощностью в 240 лошадиных сил.

Теперь о конструкции прототипа двухтактного двигателя, которым Хофбауер пытается оснастить автомобили будущего.

Конструкция двухтактника Хофбауера

1.Турбонаддув

Электрический мотор установлен на вал вентилятора и быстро набирает обороты; в обратном направлении он вырабатывает электроэнергию от выхлопных газов. Кроме того, он управляет давлением выхлопных газов, чтобы минимизировать выбросы.

2.Стальные шатуны

Длинные стальные шатуны присоединяют внешние поршни к коленчатому валу. С двумя поршнями, за один рабочий ход, движок ведет себя так, как будто у него длинный ход поршня – получается большее число доступной энергии и повышается эффективность. В то же время, коленчатый вал остается таким же компактным, и соответственно легким.

3.Коленчатый вал

Двигатель является модульным, и коленчатый вал пары цилиндров может быть соединен муфтой. Во время поездки по скоростному шоссе, ненужные цилиндры просто остаются бездейственными, а затем, при необходимости, снова включаются в работу.

4.Цилиндр

Учитывая изначальный недостаток двухтактных дизельных двигателей, которые конструктивно выбрасывают более насыщенные газы в атмосферу, Петер Хофбауер, изменил конструкцию впускной, выпускной систем и камеры сгорания, что предотвратило выход излишков несгоревшего топлива с вредными газами в атмосферу. Газы входят и выходят из цилиндра через специальные окна в его стенках.

Двухтактники отлично подошли бы для гоночных автомобилей Формулы-1. Малый вес таких двигателей и эффективная работа на оборотах до 10 тысяч , при пускай даже большем расходе топлива, была бы плюсом для скоростных болидов. Приживется ли идея в автомобилестроении, покажет время.

Источник http://ru.qaz.wiki/wiki/Straight-twin_engine
Источник Источник Источник http://pikabu.ru/story/sdvoennyiy_dvigatel_1jz_gte_v12_50_2899795
Источник Источник Источник http://zap-online.ru/info/avtonovosti/dvuhtaktnyy-dvigatel-v-avtomobilyah-eshche-luchshe-eshche-legche-eshche-effektivnee