В двигателях современных автомобилей число цилиндров колеблется от двух до двенадцати. Расположение цилиндров — самое разнообразное. Чем же руководствуются конструкторы моторов, отдавая предпочтение той или иной компоновке и количеству цилиндров? Попробуем разобраться.

Автомобиль "Fiat Seicento", длиной 3,3 м, дебют которого состоится в марте 1998 г., имеет поперечно установленный двухцилиндровый силовой агрегат рабочим объемом 0,7 л.

Трехцилиндровый бензиновый двигатель фирмы "Opel" рабочим объемом 973 см, мощностью 50 л.с. при 5000 об/мин с двумя распредвалами в головке и четырьмя клапанами на цилиндр. Масса — 82,5 кг.

Первые автомобили, построенные Даймлером, Бенцем и их многочисленными коллегами. пионерами автомобилестроения, оснащались одноцилиндровыми быстроходными бензиновыми двигателями. Но уже через десять лет, на гонках 1895г., победили машины "Pahnard-Levassor" и "Peugeot", под капотом у которых было по два цилиндра. Первый четырехцилиндровый двигатель появился в 1891 г. благодаря усилиям французского конструктора Форре. В конце века такой мотор ставили на машины "Pahnard-Levassor". Первым шестицилиндровым двигателем оснастили английский спортивный автомобиль "Napier", демонстрировавшийся на автомобильной выставке в "Кристаль Паласе"

в 1903 г. То есть уже к 1905 г. в производстве находились шести-, четырех-, двух- и одноцилиндровые моторы, причем последние были очень популярны на легких конструкциях.

В 1906 г. фирма "Rolls Royce" проводит тщательное исследование всех вариантов двигателей и убеждается в преимуществе рядных "шестерок". Они надолго становятся базовыми для комфортабельных автомобилей этой марки. Впрочем, после 1910 г. шестицилиндровые двигатели получили широкое признание и в США, где было налажено их крупномасштабное производство. Однако "гонка за числом цилиндров", подогреваемая рекламной шумихой, продолжалась. К 1910 г. собственные конструкции восьмицилиндровых моторов разработали компании Darraq (Франция). Laurin&Klement (Австро-Венгрия), Packard и Cadillac, причем параллельно использовались как линейная, так и V-образная схемы расположения цилиндров. В Европе, еще до первой мировой войны, 12-цилиндровые двигатели начала применять французская компания "DelanayBelleville". После 1930 г. в США эту эстафету переняли "Cadillac" и "Packard".

И все же, кое-кому цилиндров "не хватало". Конструкторы компании "Cadillac" и "Marmon" предложили 16-цилиндровые Vобразные моторы, продержавшиеся в производстве менее 10 лет, до начала второй мировой войны. После войны ситуация резко изменилась. 12- и 16-цилиндровые двигатели были надолго забыты. Бурно шел процесс совершенствования рядных европейских и V-образных восьмицилиндровых американских моторов

Так располагался в моторном отсеке автомобиля "Alfa Romeo 145" четырехцилиндровый оппозитный двигатель. В 1997 г. от него отказались.

Установка рядного четырехцилиндрового двигателя в моторном отсеке автомобиля "Alfa Romeo 145".

Почему же большее число цилиндров (в разумных пределах) не только престижнее для владельца машины, но и "полезнее" для самого автомобиля?

Прежде всего, увеличивая число цилиндров. можно повысить мощность двигателя и добиться большей равномерности крутящего момента. В двигателе с большим числом цилиндров при заданном рабочем объеме уменьшается масса деталей кривошипо-шатунного механизма каждого цилиндра, а значит уменьшаются и силы инерции, от которых зависит напряженность работы деталей и величина трения. Уменьшение диаметра цилиндра увеличивает отношение поверхности охлаждения к объему и сокращает пути распространения пламени. Благодаря этому снижается температура смеси в конце цикла сжатия, что позволяет повысить степень сжатия, и, соответственно, мощность.

С другой стороны, малое число цилиндров упрощает и удешевляет конструкцию двигателя, но при этом уменьшается мощность, снимаемая с одного цилиндра.

Продольная установка перед верхней осью пятицилиндрового двигателя на автомобиле "Audi RS2".

Пятицилиндровый силовой агрегат фирмы "Audi" рабочим объемом 2,2 л.

Расположение в автомобиле BMW двигателя с шестицилиндровой компоновкой .

Одной из главных задач при выборе числа цилиндров является борьба за уравновешенность силового агрегата, которая зависит от формы коленчатого вала. Например, в четырехцилиндровом моторе при равномерном чередовании рабочих ходов, в моменты одновременного прохода поршнями мертвых точек и в конце каждого рабочего хода, когда открыт выпускной клапан, полезная работа газов в цилиндрах отсутствует, что является источником неравномерного хода двигателя.

В четырехцилиндровом двигателе уравновешиваются только силы инерции первого порядка и их моменты, а силы инерции второго порядка нельзя уравновесить без применения дополнительных валов, вращающихся с удвоенной скоростью.

Неполная уравновешенность и недостаточная равномерность крутящего момента четырехцилиндрового двигателя заставили конструкторов обратиться к шестицилиндровой схеме, полнее удовлетворяющей требования по комфортабельности автомобилей. Дело в том, что в шестицилиндровом моторе уравновешиваются силы инерции, как первого, так и второго порядков, а кроме того, получается достаточно высокая равномерность работы, поскольку рабочие ходы, с учетом фазы выпуска, перекрывают друг друга. Восьмицилиндровый V-образный двигатель с крестообразным коленчатым валом дает возможность при наличии противовесов уравновесить силы инерции первого и второго порядка и их моменты при угле развала между блоками — 90°. Шестицилиндровые V-образные моторы, унифицированные с восьмицилиндровыми (для обработки блоков на одной производственной линии) также делают с утлом развала 90°. Недостаточная уравновешенность компенсируется особо эластичной подвеской мотора.

Поперечное расположение двигателя V6 в автомобиле "Opel Vectra".

Пятицилиндровый блок — результат "удаления" из шестицилиндрового блока VR6 одного крайнего переднего цилиндра.

V-образный шестицилиндровый мотор с углом развала 60° фирмы "Opel". Рабочий объем 2,5 л, мощность — 170 л.с.

При угле развала 60° получается прилично уравновешенный V-образный шестицилиндровый двигатель без каких-либо добавочных балансировочных приспособлений. А применив такие устройства, ситуацию резко улучшают, что мы и видим на ряде новых моделей.

Стремление к созданию компактного силового агрегата для поперечного размещения в моторном отсеке переднеприводных автомобилей компании "Volkswagen" послужило поводом для разработки, пожалуй, самого оригинального по компоновке V-образного шестицилиндрового двигателя с углом развала между блоками в 15°. Получилось нечто среднее между обычным рядным и обычным V-образным двигателями. Очень узкие V-образные двигатели такого типа долгое время делала итальянская фирма "Lancia", и ее опыт был взят на вооружение концерном "Volkswagen". Еще любопытнее, что создан и выпускается пятицилиндровый мотор, максимально унифицированный с описанным шестицилиндровым. Для достижения хорошей уравновешенности при подвеске таких силовых агрегатов применяются гидроопоры.

V-образный шестицилиндровый двигатель модели VR6 концерна "Volkswagen", с углом между осями цилиндров 15°.

Двигатель V8 фирмы BMW рабочим объемом 4,0 л, мощностью 286 л.с. при 5800 об/мин.

Среди новинок последних лет — пятицилиндровые рядные двигатели — фирмампроизводителям требовалось увеличить рабочий объем без радикального изменения технологической цепочки. Рядные шестицилиндровые двигатели, например, просто не могли быть установлены в переднеприводные автомобили ‘Audi", поэтому и было выбрано оптимальное число цилиндров — 5.

Горизонтальное, оппозитное расположение цилиндров применяется в настоящее время редко (его приверженцем, видимо, будет долго оставаться фирма "Subaru", в то время как ‘Alfa Romeo" объявила об отказе от такой компоновки). Отавный недостаток этой схемы — трудность замены свечей зажигания и сложность регулировки клапанов, расположенных на торцах головок цилиндров.

Важные преимущества многоцилиндровых двигателей — сниженный уровень шума выпуска, большая надежность и легкость пуска двигателя. Попутно выяснилось, что многоцилиндровые двигатели, имеющие существенно меньшие величины хода поршня, а следовательно, и скорости его движения, медленнее изнашиваются.

Стимулом к увеличению числа цилиндров является также удельная масса двигателя, представляющая собой отношение массы двигателя к его мощности. С увеличением числа цилиндров автомобиль становится легче, улучшается его динамика и комфортабельность, уменьшается вибронагруженность.

Расположение цилиндров у оппозитной "шестерки" автомобиля "Porsche 911"

Расположение цилиндров в восьмицилиндровом двигателе "Ferrari".

Стремление снизить трение в двигателе и механические потери (что особенно важно при создании экономичных легковых автомобилей малого класса) вызвало в последнее время целую волну новых двух- и трехцилиндровых моторов, оснащенных дополнительными валами для уравновешивания и обеспечения равномерности вращения. С другой стороны, на автомобилях престижных марок вновь появились мощные 12-цилиндровые двигатели. Иными словами, все зависит от экономической и маркетинговой целесообразности, именно она в конечном счете оказывает решающее воздействие на выбор мотора с тем или иным числом цилиндров.

Двигатель V12 фирмы BMW рабочим объемом 5,0, мощностью 300 л.с.

V1-V16
Увеличение количества цилиндров — способ поднять мощность двигателя.

На всем протяжении истории автомобилестроения инженеры преследовали единственную главную цель – получить от двигателя максимальную отдачу. Стараясь достигнуть ее, инженеры экспериментировали с двигателями с разным количеством цилиндров – от 1 до 16.

Любой двигатель характеризуется эксплуатационными свойствами. Полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания, а рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. Перед конструкторами всегда стоит задача поместить двигатель определенной конфигурации в минимальный объем подкапотного пространства. Двигатели с разным количеством цилиндров обладают своими достоинствами и недостатками.

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.

Одноцилиндровый двигатель — простейшая конструкция с единственным рабочим цилиндром. Одноцилиндровый двигатель полностью не сбалансирован, поэтому его ход неравномерен. У двигателей этого типа наименьшее отношение площади поверхности цилиндра к рабочему объёму. Это важный параметр, так как потери тепла во время работы двигателя минимальны, а значит, КПД у одноцилиндрового двигателя самый высокий.

Недостаток конструкции — в большом напряжении деталей кривошипно-шатунного механизма по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Они работают по двухтактному циклу, в котором рабочие ходы происходят вдвое чаще. На деле это означает, что двигатель работает на очень высоких оборотах, и детали испытывают колоссальные нагрузки. Кроме того, возможности по увеличению объема единственного поршня ограничены порогом возникновения детонации, а значит, повышать объем можно лишь до определенного предела. Из-за этого их качества применение одноцилиндровых двигателей в тяжелых четырехколесных транспортных средствах нецелесообразно. Чаще всего их используют в качестве силовой установки легких мотоциклов или мопедов. Из четырехколесных средств передвижения такие двигатели ставились только на мотоколяски для инвалидов.

Рядный двухцилиндровый двигатель.

В этой конфигурации два цилиндра расположены в ряд и вращают общий коленчатый вал.

Так же, как и одноцилиндровый, рядный двухцилиндровый двигатель не сбалансирован и не обеспечивает плавности хода (при работе по четырехтактному циклу). Четырёхтактные двухцилиндровые двигатели неоднократно устанавливались в сверхкомпактные автомобили наподобие Daihatsu Mira. Для решения вопроса с вибрацией в конструкции двигателя применяются балансировочные валы.

Двухтактные двухцилиндровые двигатели нашли очень широкое применение, так как работают без вибрации. Их очень часто можно видеть в конструкции мотоциклов. В прошлом, когда об экономии топлива конструкторам задумываться всерьез не приходилось, нередко можно было видеть двухцилиндровые двигатели достаточно большого объёма.

Рядный трёхцилиндровый двигатель.

В этой конфигурации три цилиндра расположены в ряд, поршни вращают один общий коленчатый вал.

Трехцилиндровый двигатель не сбалансирован как в четырехтактном, так и в двухтактном варианте. Его относительная распространенность объясняется простотой в производстве. В четырехтактном варианте двигатель работает не плавно, поэтому требуется применение балансировочного вала. Используется на автомобилях с небольшим рабочим объёмом, таких как Opel Corsa или Pajero Mini, нередко в сочетании с турбиной для увеличения мощности. балансировочный (успокоительный) вал, который вращается со скоростью коленвала, но в обратную сторону и компенсирует момент 1-го порядка.

Рядный четырёхцилиндровый двигатель.

Наиболее распространенная в наше время конфигурация двигателя с рядным расположением четырёх цилиндров. Плоскость расположения цилиндров может быть строго вертикальной или находиться под углом, как у некоторых двигателей Volkswagen.

Четырехтактные двигатели L4 не сбалансированы, но, так же как и трехцилиндровые, просты в производстве. Современные рядные четырехцилиндровые двигатели редко имеют рабочий объем более 2,3 – 2,4 литра. Ограничение связано с возрастанием уровня вибраций, поэтому на современных двигателях большого объема часто используются успокоительные валы. Применяется на огромном количестве автомобилей разных марок и моделей.

Рядный пятицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации двигателя внутреннего сгорания в ряд расположены пять цилиндров, поршни вращают один общий коленчатый вал. Двигатель этой конструкции не сбалансирован, но при определенном порядке срабатывания цилиндров (1-2-4-5-3) проблема вибрации не возникает.

Рядные пятицилиндровые двигатели нередко встречаются в некоторых моделя Audi и Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi и некоторых других. Впервые в истории легковых автомобилей пятицилиндровый двигатель появился на Audi 100 начала 1980-х.

Рядный шестицилиндровый двигатель.

В рядном шестицилиндровом двигателе поршни также вращают общий коленвал. С точки зрения теории, четырёхтактный шестицилиндровый двигатель полностью сбалансирован, так как силы инерции разных цилиндров компенсируют друг друга. К тому же, в отличие от рядного четырехцилиндрового двигателя, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются. В итоге шестицилиндровые рядные двигатели просты конструктивно и обеспечивают высокую плавность хода. Опять же, согласно теории, взаимная компенсация всех сил роднит его со схемой V12, которая представляет собой два расположенных под углом друг к другу шестицилиндровых двигателя с единым коленвалом.

V-образный шестицилиндровый двигатель.

В этом двигателе применена схема с двумя рядами цилиндров, по три в ряд, и общим коленвалом. Цилиндры расположены под углом друг к другу, чем и обусловлено появление в названии буквы V.

По популярности конфигурация уступает только рядному четырёхцилиндровому двигателю.

Впервые появился на итальянской модели Lancia Aurelia в 1950 году, однако за счет компактности быстро завоевал популярность, особенно в период массового перехода на поперечное расположение двигателя.

V6 не сбалансирован, но успокоительные валы не применяются — проблема вибрации решается дисбалансом коленвала, создаваемым противовесами.

Рядный восьмицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации в один ряд расположены восемь цилиндров. Поршни, как и в других рядных двигателях, вращают один коленчатый вал.

При определённой настройке восьмицилиндровый двигатель полностью сбалансирован. По сравнению с рядным шестицилиндровым, он совершает больше рабочих циклов за фиксированный отрезок времени, поэтому под нагрузкой показывают более плавный ход.

V-образный восьмицилиндровый двигатель.

Восемь цилиндров в этой конфигурации расположены двумя рядами по четыре в ряд. Поршни вращают общий коленчатый вал. V8 – удобная конфигурация для создания компактного двигателя большого объема. Максимальный рабочий объём современного (мелко) серийного двигателя V8 13 литров (суперкар Weineck Cobra 780 cui). С 2006 года в применение V8 объемом 2,4 литра закреплено в техническом регламенте Формулы 1.

Рядный десятицилиндровый двигатель.

Двигатель с рядным расположением десяти цилиндров. Поршни вращают общий коленчатый вал. Десятицилиндровый агрегат полностью сбалансирован, и совершает еще больше рабочих циклов в единицу времени, чем l8, что обеспечивает еще более выраженную плавность хода.

V-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации два ряда по шесть цилиндров расположены под углом друг к другу. Поршни вращают общий коленчатый вал.

X-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации двенадцать цилиндров расположены в три ряда по четыре цилиндра в ряду. Поршни вращают общий коленчатый вал.

W-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В W-образном двигателе три ряда цилиндров расположены рядами по четыре, под углом друг к другу. Поршни также вращают один общий коленчатый вал.

В настоящее время в серийных автомобилях эти двигатели не применяются. В 1930 под брендом Cadillac была выпущена модель V16 с шестнадцатицилиндровым двигателем объёмом 7,3 литра мощностью 185 л.с. V16 оказался единственным серийным легковым автомобилем с двигателем V16.

Значительно позже, в 1987 году, двигатель V16 на автомобиль седьмой серии Е32 в качестве эксперимента установила компания BMW. Рабочий объем двигателя составлял 6,76, а мощность 408 л.с. Чтобы разместить двигатель под капотом, пришлось перенести радиаторы системы охлаждения в багажник.

Под капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse установлен двигатель W16 мощностью в 1200 л. с. при 6400 об/мин. Крутящий момент силовой установки из 4-х блоков по 4 цилиндра в каждом равен 1500 Н·м в пределе 3000—5000 об/мин.

Сколько бывает цилиндров у двигателей?

Большинству из нас хорошо знакомы четырехцилиндровые автомобильные двигатели. Все дело в том, что во многих автомобилях под капотом стоит классический двигатель с четырьмя цилиндрами. Да, конечно, в автомобилях также можно встретить сегодня и 3-, и 6-цилиндровые моторы. Реже в наши дни можно встретить 8- и 10- или 12-цилиндровые силовые агрегаты. Но известно ли вам, каков предел количества цилиндров для двигателей? Все ли двигатели знаете, начиная от одноцилиндровых, а также знакомы ли с теми транспортными средствами, где они используются? Сегодня мы расскажем вам подробно об этом.

Одноцилиндровые двигатели

Начнем мы с двигателей с одним цилиндром. Подобный тип моторов, как правило, используется в мини-тракторах, которые оснащаются дизельными одноцилиндровыми двигателями. Особенно сегодня популярны китайские мини-тракторы. Но есть небольшие тракторы с одноцилиндровым двигателем и российского производства.

Однако наиболее распространены двигатели с одним цилиндром в мототехнике. Наиболее широко одноцилиндровые моторы используются на маломощных мотоциклах и мопедах.

Двухцилиндровые двигатели

Двухцилиндровые двигатели обычно ставятся на более мощные мотоциклы.

Трехцилиндровые двигатели

Трехцилиндровые двигатели более распространены на автомобилях. Как правило, современные трехцилиндровые моторы оснащаются турбиной. Например, Citroen С4L оснащается 1,2-литровым турбированным трехцилиндровым мотором.

Четырехцилиндровые двигатели

В сегодняшнем обзоре мы не будем рассказывать вам, в каких транспортных средствах применяется этот тип моторов, так как вы и так знаете, что четырехцилиндровые двигатели являются самыми популярными в автопромышленности.

Пятицилиндровые двигатели

Пятицилиндровые двигатели непопулярны в мире. Но это не значит, что их никто не использует. Ранее их применяли компании Volkswagen и Audi.

Также любит пятицилиндровые моторы и компания Volvo. Пример на фото – двигатель Volvo T5.

Шестицилиндровые двигатели

После четырехцилиндровых и трехцилиндровых моторов это еще один тип двигателей, популярных во всем мире. Да, в последнее время в автопромышленности наметилась тенденция по уменьшению количества цилиндров в двигателях за счет установки турбин, но тем не менее шестицилиндровые моторы еще рано списывать на пенсию.

Например, многие автомобильные компании в последние годы стали отказываться от восьмицилиндровых двигателей в пользу шестицилиндровых. Особенно это касается мощных легковых автомобилей. В случае с 6 цилиндрами, конечно, классическим мотором является V-образная шестерка двигателя BMW.

Семицилиндровые двигатели

Вы правы, это авиационный двигатель, установленный на мотоцикле. На самом деле в автомотопромышленности эти семицилиндровые и девятицилиндровые двигатели редки. Чаще всего семицилиндровые моторы можно встретить только в авиатехнике.

Восьмицилиндровые двигатели

8-цилиндровые двигатели также очень распространены в автомире. Даже сегодня, когда большинство автопроизводителей постепенно отказываются от больших моторов. Тем не менее, как и 6-цилиндровые силовые агрегаты, двигатели с 8-ю цилиндрами еще рано списывать со счетов.

Девятицилиндровые двигатели

Если вы увидите 9-цилиндровый двигатель, то, значит, перед вами, скорее всего, самолет, а не машина. Да, встретить на автомобиле такой двигатель практически невозможно. Если, конечно, какой-нибудь любитель-инженер не решил сделать своему автомобилю особый тюнинг.

Десятицилиндровые двигатели

Это более редкие мощные двигатели. Например, 10-цилиндровый мотор стоит на Audi R8.

11-цилиндровые двигатели

Очень редкий тип двигателей. На фото 11-цилиндровый двигатель компании Siemens AG, Германия.

12-цилиндровые двигатели

В отличие от 11-цилиндровых двигателей, 12-цилиндровые моторы более распространены в автопромышленности. К сожалению, из-за постоянного ужесточения экологических норм автопроизводители в последние годы стали прекращать производство таких двигателей.

Даже производители премиальных мощных автомобилей стали менять 12-цилиндровые двигатели на восьмицилиндровые, оснащенные турбиной.

14-цилиндровые двигатели

Самый большой в мире поршневой двигатель внутреннего сгорания высотой в три этажа. Мотор имеет 14 цилиндров и 108 920 л. с. Этот двигатель установлен на морском контейнеровозе, спроектированном компанией Wartsila.

Это модель двигателя RTA96-C, с общим объемом 25480 литров.

16-цилиндровые двигатели

Очень редкий в мире двигатель. Особенно мало шансов увидеть его на автомобиле. Тем не менее некоторые компании устанавливают на свои автомобили подобные монстры-двигатели. На фото 16-цилиндровый мотор Bugatti Veyron.

18-цилиндровые двигатели

Да-да, есть и такие моторы. В том числе такой двигатель собирались в свое время установить на все тот же легендарный спорткар Bugatti Veyron. В 1998 году компания Bugatti представила концепт-кар Bugatti, который был оснащен двигателем W18.

20-цилиндровые двигатели

Это 20-цилиндровый промышленный двигатель Detroit Diesel, мощностью 3650 л. с.

24-цилиндровые двигатели

Да-да, в истории автомира было и такое. Вот пример, как 24-цилиндровый мотор установили на грузовик. Этот мотор был оснащен 12 турбинами.

Этот американский 24-цилиндровый вакуумный двигатель создала компания Allison. Мотор получил индекс X-4520. Этот мотор имеет объем 74 литра и мощность 11200 л. с.

28-цилиндровые двигатели

Это макет аэродвигателя Pratt & Whitney 7×4

А это мини-макет модели 28-цилиндрового двигателя, который показывает структуру силового агрегата.

30-цилиндровые двигатели

Это танковый 30-цилиндровый двигатель Chrysler, построенный в 1940 году, мощностью всего 445 л. с. Фактически этот двигатель представляет собой комбинацию из пяти 6-цилиндровых силовых агрегатов.

32-цилиндровые двигатели

На фото двигатель Honda, который создан путем объединения двух двигателей V16.

Аэродвигатель соединил два набора горизонтально противоположных 16-цилиндровых двигателей. Его смело можно называть 32-цилиндровым двигателем H-типа. Этот двигатель появился на свет в 1944 году. После турбонаддува общая мощность мотора может достигать 5900 лошадей.

64-цилиндровые двигатели

Это двигатель Pratt & Whitney, модель 8×8. Мощность гигантского мотора составляет 7000 л. с.

В двигателях современных автомобилей число цилиндров колеблется от двух до двенадцати. Расположение цилиндров — самое разнообразное. Чем же руководствуются конструкторы моторов, отдавая предпочтение той или иной компоновке и количеству цилиндров? Попробуем разобраться.

Автомобиль "Fiat Seicento", длиной 3,3 м, дебют которого состоится в марте 1998 г., имеет поперечно установленный двухцилиндровый силовой агрегат рабочим объемом 0,7 л.

Трехцилиндровый бензиновый двигатель фирмы "Opel" рабочим объемом 973 см, мощностью 50 л.с. при 5000 об/мин с двумя распредвалами в головке и четырьмя клапанами на цилиндр. Масса — 82,5 кг.

Первые автомобили, построенные Даймлером, Бенцем и их многочисленными коллегами. пионерами автомобилестроения, оснащались одноцилиндровыми быстроходными бензиновыми двигателями. Но уже через десять лет, на гонках 1895г., победили машины "Pahnard-Levassor" и "Peugeot", под капотом у которых было по два цилиндра. Первый четырехцилиндровый двигатель появился в 1891 г. благодаря усилиям французского конструктора Форре. В конце века такой мотор ставили на машины "Pahnard-Levassor". Первым шестицилиндровым двигателем оснастили английский спортивный автомобиль "Napier", демонстрировавшийся на автомобильной выставке в "Кристаль Паласе"

в 1903 г. То есть уже к 1905 г. в производстве находились шести-, четырех-, двух- и одноцилиндровые моторы, причем последние были очень популярны на легких конструкциях.

В 1906 г. фирма "Rolls Royce" проводит тщательное исследование всех вариантов двигателей и убеждается в преимуществе рядных "шестерок". Они надолго становятся базовыми для комфортабельных автомобилей этой марки. Впрочем, после 1910 г. шестицилиндровые двигатели получили широкое признание и в США, где было налажено их крупномасштабное производство. Однако "гонка за числом цилиндров", подогреваемая рекламной шумихой, продолжалась. К 1910 г. собственные конструкции восьмицилиндровых моторов разработали компании Darraq (Франция). Laurin&Klement (Австро-Венгрия), Packard и Cadillac, причем параллельно использовались как линейная, так и V-образная схемы расположения цилиндров. В Европе, еще до первой мировой войны, 12-цилиндровые двигатели начала применять французская компания "DelanayBelleville". После 1930 г. в США эту эстафету переняли "Cadillac" и "Packard".

И все же, кое-кому цилиндров "не хватало". Конструкторы компании "Cadillac" и "Marmon" предложили 16-цилиндровые Vобразные моторы, продержавшиеся в производстве менее 10 лет, до начала второй мировой войны. После войны ситуация резко изменилась. 12- и 16-цилиндровые двигатели были надолго забыты. Бурно шел процесс совершенствования рядных европейских и V-образных восьмицилиндровых американских моторов

Так располагался в моторном отсеке автомобиля "Alfa Romeo 145" четырехцилиндровый оппозитный двигатель. В 1997 г. от него отказались.

Установка рядного четырехцилиндрового двигателя в моторном отсеке автомобиля "Alfa Romeo 145".

Почему же большее число цилиндров (в разумных пределах) не только престижнее для владельца машины, но и "полезнее" для самого автомобиля?

Прежде всего, увеличивая число цилиндров. можно повысить мощность двигателя и добиться большей равномерности крутящего момента. В двигателе с большим числом цилиндров при заданном рабочем объеме уменьшается масса деталей кривошипо-шатунного механизма каждого цилиндра, а значит уменьшаются и силы инерции, от которых зависит напряженность работы деталей и величина трения. Уменьшение диаметра цилиндра увеличивает отношение поверхности охлаждения к объему и сокращает пути распространения пламени. Благодаря этому снижается температура смеси в конце цикла сжатия, что позволяет повысить степень сжатия, и, соответственно, мощность.

С другой стороны, малое число цилиндров упрощает и удешевляет конструкцию двигателя, но при этом уменьшается мощность, снимаемая с одного цилиндра.

Продольная установка перед верхней осью пятицилиндрового двигателя на автомобиле "Audi RS2".

Пятицилиндровый силовой агрегат фирмы "Audi" рабочим объемом 2,2 л.

Расположение в автомобиле BMW двигателя с шестицилиндровой компоновкой .

Одной из главных задач при выборе числа цилиндров является борьба за уравновешенность силового агрегата, которая зависит от формы коленчатого вала. Например, в четырехцилиндровом моторе при равномерном чередовании рабочих ходов, в моменты одновременного прохода поршнями мертвых точек и в конце каждого рабочего хода, когда открыт выпускной клапан, полезная работа газов в цилиндрах отсутствует, что является источником неравномерного хода двигателя.

В четырехцилиндровом двигателе уравновешиваются только силы инерции первого порядка и их моменты, а силы инерции второго порядка нельзя уравновесить без применения дополнительных валов, вращающихся с удвоенной скоростью.

Неполная уравновешенность и недостаточная равномерность крутящего момента четырехцилиндрового двигателя заставили конструкторов обратиться к шестицилиндровой схеме, полнее удовлетворяющей требования по комфортабельности автомобилей. Дело в том, что в шестицилиндровом моторе уравновешиваются силы инерции, как первого, так и второго порядков, а кроме того, получается достаточно высокая равномерность работы, поскольку рабочие ходы, с учетом фазы выпуска, перекрывают друг друга. Восьмицилиндровый V-образный двигатель с крестообразным коленчатым валом дает возможность при наличии противовесов уравновесить силы инерции первого и второго порядка и их моменты при угле развала между блоками — 90°. Шестицилиндровые V-образные моторы, унифицированные с восьмицилиндровыми (для обработки блоков на одной производственной линии) также делают с утлом развала 90°. Недостаточная уравновешенность компенсируется особо эластичной подвеской мотора.

Поперечное расположение двигателя V6 в автомобиле "Opel Vectra".

Пятицилиндровый блок — результат "удаления" из шестицилиндрового блока VR6 одного крайнего переднего цилиндра.

V-образный шестицилиндровый мотор с углом развала 60° фирмы "Opel". Рабочий объем 2,5 л, мощность — 170 л.с.

При угле развала 60° получается прилично уравновешенный V-образный шестицилиндровый двигатель без каких-либо добавочных балансировочных приспособлений. А применив такие устройства, ситуацию резко улучшают, что мы и видим на ряде новых моделей.

Стремление к созданию компактного силового агрегата для поперечного размещения в моторном отсеке переднеприводных автомобилей компании "Volkswagen" послужило поводом для разработки, пожалуй, самого оригинального по компоновке V-образного шестицилиндрового двигателя с углом развала между блоками в 15°. Получилось нечто среднее между обычным рядным и обычным V-образным двигателями. Очень узкие V-образные двигатели такого типа долгое время делала итальянская фирма "Lancia", и ее опыт был взят на вооружение концерном "Volkswagen". Еще любопытнее, что создан и выпускается пятицилиндровый мотор, максимально унифицированный с описанным шестицилиндровым. Для достижения хорошей уравновешенности при подвеске таких силовых агрегатов применяются гидроопоры.

V-образный шестицилиндровый двигатель модели VR6 концерна "Volkswagen", с углом между осями цилиндров 15°.

Двигатель V8 фирмы BMW рабочим объемом 4,0 л, мощностью 286 л.с. при 5800 об/мин.

Среди новинок последних лет — пятицилиндровые рядные двигатели — фирмампроизводителям требовалось увеличить рабочий объем без радикального изменения технологической цепочки. Рядные шестицилиндровые двигатели, например, просто не могли быть установлены в переднеприводные автомобили ‘Audi", поэтому и было выбрано оптимальное число цилиндров — 5.

Горизонтальное, оппозитное расположение цилиндров применяется в настоящее время редко (его приверженцем, видимо, будет долго оставаться фирма "Subaru", в то время как ‘Alfa Romeo" объявила об отказе от такой компоновки). Отавный недостаток этой схемы — трудность замены свечей зажигания и сложность регулировки клапанов, расположенных на торцах головок цилиндров.

Важные преимущества многоцилиндровых двигателей — сниженный уровень шума выпуска, большая надежность и легкость пуска двигателя. Попутно выяснилось, что многоцилиндровые двигатели, имеющие существенно меньшие величины хода поршня, а следовательно, и скорости его движения, медленнее изнашиваются.

Стимулом к увеличению числа цилиндров является также удельная масса двигателя, представляющая собой отношение массы двигателя к его мощности. С увеличением числа цилиндров автомобиль становится легче, улучшается его динамика и комфортабельность, уменьшается вибронагруженность.

Расположение цилиндров у оппозитной "шестерки" автомобиля "Porsche 911"

Расположение цилиндров в восьмицилиндровом двигателе "Ferrari".

Стремление снизить трение в двигателе и механические потери (что особенно важно при создании экономичных легковых автомобилей малого класса) вызвало в последнее время целую волну новых двух- и трехцилиндровых моторов, оснащенных дополнительными валами для уравновешивания и обеспечения равномерности вращения. С другой стороны, на автомобилях престижных марок вновь появились мощные 12-цилиндровые двигатели. Иными словами, все зависит от экономической и маркетинговой целесообразности, именно она в конечном счете оказывает решающее воздействие на выбор мотора с тем или иным числом цилиндров.

Двигатель V12 фирмы BMW рабочим объемом 5,0, мощностью 300 л.с.

V1-V16
Увеличение количества цилиндров — способ поднять мощность двигателя.

На всем протяжении истории автомобилестроения инженеры преследовали единственную главную цель – получить от двигателя максимальную отдачу. Стараясь достигнуть ее, инженеры экспериментировали с двигателями с разным количеством цилиндров – от 1 до 16.

Любой двигатель характеризуется эксплуатационными свойствами. Полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания, а рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. Перед конструкторами всегда стоит задача поместить двигатель определенной конфигурации в минимальный объем подкапотного пространства. Двигатели с разным количеством цилиндров обладают своими достоинствами и недостатками.

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.

Одноцилиндровый двигатель — простейшая конструкция с единственным рабочим цилиндром. Одноцилиндровый двигатель полностью не сбалансирован, поэтому его ход неравномерен. У двигателей этого типа наименьшее отношение площади поверхности цилиндра к рабочему объёму. Это важный параметр, так как потери тепла во время работы двигателя минимальны, а значит, КПД у одноцилиндрового двигателя самый высокий.

Недостаток конструкции — в большом напряжении деталей кривошипно-шатунного механизма по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Они работают по двухтактному циклу, в котором рабочие ходы происходят вдвое чаще. На деле это означает, что двигатель работает на очень высоких оборотах, и детали испытывают колоссальные нагрузки. Кроме того, возможности по увеличению объема единственного поршня ограничены порогом возникновения детонации, а значит, повышать объем можно лишь до определенного предела. Из-за этого их качества применение одноцилиндровых двигателей в тяжелых четырехколесных транспортных средствах нецелесообразно. Чаще всего их используют в качестве силовой установки легких мотоциклов или мопедов. Из четырехколесных средств передвижения такие двигатели ставились только на мотоколяски для инвалидов.

Рядный двухцилиндровый двигатель.

В этой конфигурации два цилиндра расположены в ряд и вращают общий коленчатый вал.

Так же, как и одноцилиндровый, рядный двухцилиндровый двигатель не сбалансирован и не обеспечивает плавности хода (при работе по четырехтактному циклу). Четырёхтактные двухцилиндровые двигатели неоднократно устанавливались в сверхкомпактные автомобили наподобие Daihatsu Mira. Для решения вопроса с вибрацией в конструкции двигателя применяются балансировочные валы.

Двухтактные двухцилиндровые двигатели нашли очень широкое применение, так как работают без вибрации. Их очень часто можно видеть в конструкции мотоциклов. В прошлом, когда об экономии топлива конструкторам задумываться всерьез не приходилось, нередко можно было видеть двухцилиндровые двигатели достаточно большого объёма.

Рядный трёхцилиндровый двигатель.

В этой конфигурации три цилиндра расположены в ряд, поршни вращают один общий коленчатый вал.

Трехцилиндровый двигатель не сбалансирован как в четырехтактном, так и в двухтактном варианте. Его относительная распространенность объясняется простотой в производстве. В четырехтактном варианте двигатель работает не плавно, поэтому требуется применение балансировочного вала. Используется на автомобилях с небольшим рабочим объёмом, таких как Opel Corsa или Pajero Mini, нередко в сочетании с турбиной для увеличения мощности. балансировочный (успокоительный) вал, который вращается со скоростью коленвала, но в обратную сторону и компенсирует момент 1-го порядка.

Рядный четырёхцилиндровый двигатель.

Наиболее распространенная в наше время конфигурация двигателя с рядным расположением четырёх цилиндров. Плоскость расположения цилиндров может быть строго вертикальной или находиться под углом, как у некоторых двигателей Volkswagen.

Четырехтактные двигатели L4 не сбалансированы, но, так же как и трехцилиндровые, просты в производстве. Современные рядные четырехцилиндровые двигатели редко имеют рабочий объем более 2,3 – 2,4 литра. Ограничение связано с возрастанием уровня вибраций, поэтому на современных двигателях большого объема часто используются успокоительные валы. Применяется на огромном количестве автомобилей разных марок и моделей.

Рядный пятицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации двигателя внутреннего сгорания в ряд расположены пять цилиндров, поршни вращают один общий коленчатый вал. Двигатель этой конструкции не сбалансирован, но при определенном порядке срабатывания цилиндров (1-2-4-5-3) проблема вибрации не возникает.

Рядные пятицилиндровые двигатели нередко встречаются в некоторых моделя Audi и Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi и некоторых других. Впервые в истории легковых автомобилей пятицилиндровый двигатель появился на Audi 100 начала 1980-х.

Рядный шестицилиндровый двигатель.

В рядном шестицилиндровом двигателе поршни также вращают общий коленвал. С точки зрения теории, четырёхтактный шестицилиндровый двигатель полностью сбалансирован, так как силы инерции разных цилиндров компенсируют друг друга. К тому же, в отличие от рядного четырехцилиндрового двигателя, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются. В итоге шестицилиндровые рядные двигатели просты конструктивно и обеспечивают высокую плавность хода. Опять же, согласно теории, взаимная компенсация всех сил роднит его со схемой V12, которая представляет собой два расположенных под углом друг к другу шестицилиндровых двигателя с единым коленвалом.

V-образный шестицилиндровый двигатель.

В этом двигателе применена схема с двумя рядами цилиндров, по три в ряд, и общим коленвалом. Цилиндры расположены под углом друг к другу, чем и обусловлено появление в названии буквы V.

По популярности конфигурация уступает только рядному четырёхцилиндровому двигателю.

Впервые появился на итальянской модели Lancia Aurelia в 1950 году, однако за счет компактности быстро завоевал популярность, особенно в период массового перехода на поперечное расположение двигателя.

V6 не сбалансирован, но успокоительные валы не применяются — проблема вибрации решается дисбалансом коленвала, создаваемым противовесами.

Рядный восьмицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации в один ряд расположены восемь цилиндров. Поршни, как и в других рядных двигателях, вращают один коленчатый вал.

При определённой настройке восьмицилиндровый двигатель полностью сбалансирован. По сравнению с рядным шестицилиндровым, он совершает больше рабочих циклов за фиксированный отрезок времени, поэтому под нагрузкой показывают более плавный ход.

V-образный восьмицилиндровый двигатель.

Восемь цилиндров в этой конфигурации расположены двумя рядами по четыре в ряд. Поршни вращают общий коленчатый вал. V8 – удобная конфигурация для создания компактного двигателя большого объема. Максимальный рабочий объём современного (мелко) серийного двигателя V8 13 литров (суперкар Weineck Cobra 780 cui). С 2006 года в применение V8 объемом 2,4 литра закреплено в техническом регламенте Формулы 1.

Рядный десятицилиндровый двигатель.

Двигатель с рядным расположением десяти цилиндров. Поршни вращают общий коленчатый вал. Десятицилиндровый агрегат полностью сбалансирован, и совершает еще больше рабочих циклов в единицу времени, чем l8, что обеспечивает еще более выраженную плавность хода.

V-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации два ряда по шесть цилиндров расположены под углом друг к другу. Поршни вращают общий коленчатый вал.

X-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В этой конфигурации двенадцать цилиндров расположены в три ряда по четыре цилиндра в ряду. Поршни вращают общий коленчатый вал.

W-образный двенадцатицилиндровый двигатель.

В W-образном двигателе три ряда цилиндров расположены рядами по четыре, под углом друг к другу. Поршни также вращают один общий коленчатый вал.

В настоящее время в серийных автомобилях эти двигатели не применяются. В 1930 под брендом Cadillac была выпущена модель V16 с шестнадцатицилиндровым двигателем объёмом 7,3 литра мощностью 185 л.с. V16 оказался единственным серийным легковым автомобилем с двигателем V16.

Значительно позже, в 1987 году, двигатель V16 на автомобиль седьмой серии Е32 в качестве эксперимента установила компания BMW. Рабочий объем двигателя составлял 6,76, а мощность 408 л.с. Чтобы разместить двигатель под капотом, пришлось перенести радиаторы системы охлаждения в багажник.

Под капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse установлен двигатель W16 мощностью в 1200 л. с. при 6400 об/мин. Крутящий момент силовой установки из 4-х блоков по 4 цилиндра в каждом равен 1500 Н·м в пределе 3000—5000 об/мин.

Сколько бывает цилиндров у двигателей?

Большинству из нас хорошо знакомы четырехцилиндровые автомобильные двигатели. Все дело в том, что во многих автомобилях под капотом стоит классический двигатель с четырьмя цилиндрами. Да, конечно, в автомобилях также можно встретить сегодня и 3-, и 6-цилиндровые моторы. Реже в наши дни можно встретить 8- и 10- или 12-цилиндровые силовые агрегаты. Но известно ли вам, каков предел количества цилиндров для двигателей? Все ли двигатели знаете, начиная от одноцилиндровых, а также знакомы ли с теми транспортными средствами, где они используются? Сегодня мы расскажем вам подробно об этом.

Одноцилиндровые двигатели

Начнем мы с двигателей с одним цилиндром. Подобный тип моторов, как правило, используется в мини-тракторах, которые оснащаются дизельными одноцилиндровыми двигателями. Особенно сегодня популярны китайские мини-тракторы. Но есть небольшие тракторы с одноцилиндровым двигателем и российского производства.

Однако наиболее распространены двигатели с одним цилиндром в мототехнике. Наиболее широко одноцилиндровые моторы используются на маломощных мотоциклах и мопедах.

Двухцилиндровые двигатели

Двухцилиндровые двигатели обычно ставятся на более мощные мотоциклы.

Трехцилиндровые двигатели

Трехцилиндровые двигатели более распространены на автомобилях. Как правило, современные трехцилиндровые моторы оснащаются турбиной. Например, Citroen С4L оснащается 1,2-литровым турбированным трехцилиндровым мотором.

Четырехцилиндровые двигатели

В сегодняшнем обзоре мы не будем рассказывать вам, в каких транспортных средствах применяется этот тип моторов, так как вы и так знаете, что четырехцилиндровые двигатели являются самыми популярными в автопромышленности.

Пятицилиндровые двигатели

Пятицилиндровые двигатели непопулярны в мире. Но это не значит, что их никто не использует. Ранее их применяли компании Volkswagen и Audi.

Также любит пятицилиндровые моторы и компания Volvo. Пример на фото – двигатель Volvo T5.

Шестицилиндровые двигатели

После четырехцилиндровых и трехцилиндровых моторов это еще один тип двигателей, популярных во всем мире. Да, в последнее время в автопромышленности наметилась тенденция по уменьшению количества цилиндров в двигателях за счет установки турбин, но тем не менее шестицилиндровые моторы еще рано списывать на пенсию.

Например, многие автомобильные компании в последние годы стали отказываться от восьмицилиндровых двигателей в пользу шестицилиндровых. Особенно это касается мощных легковых автомобилей. В случае с 6 цилиндрами, конечно, классическим мотором является V-образная шестерка двигателя BMW.

Семицилиндровые двигатели

Вы правы, это авиационный двигатель, установленный на мотоцикле. На самом деле в автомотопромышленности эти семицилиндровые и девятицилиндровые двигатели редки. Чаще всего семицилиндровые моторы можно встретить только в авиатехнике.

Восьмицилиндровые двигатели

8-цилиндровые двигатели также очень распространены в автомире. Даже сегодня, когда большинство автопроизводителей постепенно отказываются от больших моторов. Тем не менее, как и 6-цилиндровые силовые агрегаты, двигатели с 8-ю цилиндрами еще рано списывать со счетов.

Девятицилиндровые двигатели

Если вы увидите 9-цилиндровый двигатель, то, значит, перед вами, скорее всего, самолет, а не машина. Да, встретить на автомобиле такой двигатель практически невозможно. Если, конечно, какой-нибудь любитель-инженер не решил сделать своему автомобилю особый тюнинг.

Десятицилиндровые двигатели

Это более редкие мощные двигатели. Например, 10-цилиндровый мотор стоит на Audi R8.

11-цилиндровые двигатели

Очень редкий тип двигателей. На фото 11-цилиндровый двигатель компании Siemens AG, Германия.

12-цилиндровые двигатели

В отличие от 11-цилиндровых двигателей, 12-цилиндровые моторы более распространены в автопромышленности. К сожалению, из-за постоянного ужесточения экологических норм автопроизводители в последние годы стали прекращать производство таких двигателей.

Даже производители премиальных мощных автомобилей стали менять 12-цилиндровые двигатели на восьмицилиндровые, оснащенные турбиной.

14-цилиндровые двигатели

Самый большой в мире поршневой двигатель внутреннего сгорания высотой в три этажа. Мотор имеет 14 цилиндров и 108 920 л. с. Этот двигатель установлен на морском контейнеровозе, спроектированном компанией Wartsila.

Это модель двигателя RTA96-C, с общим объемом 25480 литров.

16-цилиндровые двигатели

Очень редкий в мире двигатель. Особенно мало шансов увидеть его на автомобиле. Тем не менее некоторые компании устанавливают на свои автомобили подобные монстры-двигатели. На фото 16-цилиндровый мотор Bugatti Veyron.

18-цилиндровые двигатели

Да-да, есть и такие моторы. В том числе такой двигатель собирались в свое время установить на все тот же легендарный спорткар Bugatti Veyron. В 1998 году компания Bugatti представила концепт-кар Bugatti, который был оснащен двигателем W18.

20-цилиндровые двигатели

Это 20-цилиндровый промышленный двигатель Detroit Diesel, мощностью 3650 л. с.

24-цилиндровые двигатели

Да-да, в истории автомира было и такое. Вот пример, как 24-цилиндровый мотор установили на грузовик. Этот мотор был оснащен 12 турбинами.

Этот американский 24-цилиндровый вакуумный двигатель создала компания Allison. Мотор получил индекс X-4520. Этот мотор имеет объем 74 литра и мощность 11200 л. с.

28-цилиндровые двигатели

Это макет аэродвигателя Pratt & Whitney 7×4

А это мини-макет модели 28-цилиндрового двигателя, который показывает структуру силового агрегата.

30-цилиндровые двигатели

Это танковый 30-цилиндровый двигатель Chrysler, построенный в 1940 году, мощностью всего 445 л. с. Фактически этот двигатель представляет собой комбинацию из пяти 6-цилиндровых силовых агрегатов.

32-цилиндровые двигатели

На фото двигатель Honda, который создан путем объединения двух двигателей V16.

Аэродвигатель соединил два набора горизонтально противоположных 16-цилиндровых двигателей. Его смело можно называть 32-цилиндровым двигателем H-типа. Этот двигатель появился на свет в 1944 году. После турбонаддува общая мощность мотора может достигать 5900 лошадей.

64-цилиндровые двигатели

Это двигатель Pratt & Whitney, модель 8×8. Мощность гигантского мотора составляет 7000 л. с.