Влияние на ъгъла на наклон в V-образни двигатели върху дизайна на състезателни автомобили и
V-образно оформление на двигателя - разположение на цилиндрите на бутален двигател с вътрешно горене, при което цилиндрите са разположени един срещу друг под ъгъл от 10 ° до 180 под формата на латинската буква "V". В момента на състезателни и пътни автомобили можете да намерите двигатели, в които 2,4,6,8,10,12 или 16 цилиндъра са V-образни. V-образните двигатели имат следните предимства пред редовите двигатели: по-малки габаритни размери по дължина и височина, по-голяма твърдост на коляновия вал и цилиндровия блок, по-големи възможности за увеличаване на скоростта на коляновия вал, особено в комбинация с къс ход, по-благоприятна форма на всмукателния тръбопровод, което води до по-равномерно разпределение на сместа върху цилиндрите.
Ъгъл на наклон - ъгълът между равнините, минаващи през осите на цилиндрите на левия и десния ред двигатели с вътрешно горене. За да се намали общата височина или ширина на блока, да се намали центърът на тежестта, да се премахнат вибрациите по време на работа, които също могат да засегнат други компоненти и да ги унищожат, ъглите на наклон от 10 до 160 градуса се използват във V-образния двигател. В резултат на многобройни тестове дизайнерите на състезателни единици установиха, че най-приемливите варианти за поставяне на цилиндри са ъгли от 45, 60, 65, 90 и 120 градуса.
Какво влияе ъгълът на наклон:
- Широчина и височина на превозното средство: Двигателят с наклон от 60 градуса е по-висок от двигател с ъгъл от 90 или 120 градуса. Ето защо е за предпочитане първият да се монтира на автомобили от клас GT (както се прави на Ferrari 250 GTO), а вторият на единични автомобили сотворени колела (Формула 1, двигатели Cosworth DFV), въпреки че тези препоръки не са истината от последна инстанция. Въпреки това, предната част на двигателя трябва да бъде възможно най-малка, тъй като при почти хоризонталното положение на водача тя до голяма степен определя предната част на автомобила. Височината и ширината на блока пряко или косвено влияят върху местоположението на радиаторите на охладителната система, радиаторите за охлаждане на въздуха (интеркулери), масления резервоар със сух картер, изпускателния тракт, турбокомпресорите, както и цялостния дизайн на шасито, ако е създадено за конкретен двигател. Тези аспекти могат да бъдат приписани на друга точка, която ще бъде обсъдена малко по-късно.
- Дисбалансът генерира вибрации, които при шосейните автомобили причиняват бръмчене в купето, а при състезателните автомобили могат да доведат до разрушаване на части от двигателя, електрониката и дори шасито. Например екипът на Renault за сезон 2003 на Формула 1 разработи V-образен 10-цилиндров RS двигател с работен обем 3 литра и ъгъл на наклон от 111 градуса. Предимствата на това разположение бяха нисък център на тежестта и ниска височина на блока, но ужасният дисбаланс доведе до разрушаване на части от газоразпределителния механизъм и нарушаване на структурната здравина на монокока. Междувременно съперниците използваха доказани схеми с 90 и 75-градусов наклон.
- Разположението на всмукателните и изпускателните трактове, турбокомпресорите и друго оборудване: При мощни високоскоростни атмосферни 6-цилиндрови двигатели, използвани в шампионатни автомобили DTM и ITC от началото на 90-те години на миналия век, важен аспект беше най-пълното пълнене на цилиндрите и незабавното отстраняване на отработените газове от горивната камера и двигателното отделение (за да сенамаляване на нагряването на свързаните компоненти). През 1996 г. инженерите на Alfa-Romeo, работещи върху нова версия на 155 TI ITC, осъзнават, че по-нататъшното форсиране на V6, който има ъгъл на наклон от 60 градуса, е невъзможно поради високо натоварване от вибрации, както и липсата на място за инсталиране на всмукателен колектор с увеличен капацитет. Опитвайки се да увеличат мощността на силовия агрегат, специалистите инсталираха 2 свещи на цилиндър за по-пълно запалване на сместа при 12 000 об / мин, зъбен ремък с пневматично задвижване на клапана и направиха редица малки подобрения. Получените 470 конски сили все още не са достатъчни за успешно състезание. Тогава беше взето решението да се вземе PRV (Peugeot-Renault-Volvo) V-образен 6-цилиндров двигател, с колапс на блока от 90 градуса, и на негова база да се създаде легендарният 690RC, който развива колосалните 490 к.с. при 11800 об/мин и въртящ момент от 317 Нм при 9400 об/мин. Новото сърце също беше с 10 кг по-леко - общо 96 - и работеше много по-плавно при максималните 12 000 оборота в минута, разрешени от разпоредбите. Това е ясен пример за това как ъгълът на наклон може значително да намали ефективността и надеждността на двигателя и да повлияе на други показатели.
Ето списък с ъгли на наклон, които са били използвани и продължават да се използват при различни състезателни двигатели (ъгъл / марка): 11.2 (Lancia), 45 (Mercedes-Benz), 65 (Ferrari), 67 (Renault), 70 (Fiat), 72 (Judd), 75 (Ford), 80 (Honda), 82 (двигател Imor-Mercedes 500I), 90 (Dod ge, Chevrolet, Ford, Aston-Martin, General-Motors и др.), 120 (Ferrari), 135 (BRM)