Osmiválcové motory jsou spalovací motory s osmi válci .
Řadový osmiválcový motor je konfigurace spalovacího motoru s řadovým uspořádáním osmi válců a pístů otáčejících jeden společný klikový hřídel . Často označované jako I8 nebo L8 (Straight-8, In-Line-Eight).
Jedná se o plně vyváženou konfiguraci motoru. Ve srovnání s řadovým šestiválcovým motorem I8 vykoná více pracovních cyklů za jednotku času a díky tomu je při zatížení plynulejší a nevytváří další vibrace v převodovce vozu při nízkých rychlostech.
V důsledku toho a také kvůli snadné výrobě vzhledem k V8 se v minulosti (20. - 50. léta 20. století) řadové osmičky často používaly na sportovních a drahých autech, zejména v USA . V předválečných letech měly téměř všechny americké vozy střední a vyšší třídy možnosti s takovými motory, s výjimkou Cadillacu, Mercuryho a Lincolnu, které tradičně používaly pouze V8. Modely Buick měly I8 s horním ventilem, jiné značky používaly schéma spodního ventilu. Prvním sériovým vozem, který používal tuto konfiguraci motoru, byl Packard Straight Eight z roku 1923 . V SSSR se motor tohoto uspořádání používal na vozech nejvyšší třídy L-1 , ZIS-101 a ZIS-110 .
Velká délka takového motoru však vyžaduje dlouhý motorový prostor, což činí I8 pro dnešní osobní vozy nepřijatelné. Dlouhé klikové hřídele a vačkové hřídele jsou navíc vystaveny dodatečnému torznímu (kroucení) zatížení, což výrazně snižuje jejich zdroje a při zvýšení otáček motoru nad určitou mez v důsledku deformace klikového hřídele existuje riziko fyzického kontaktu mezi spojovacími tyčí a stěn klikové skříně, což vede k poruše motoru.
Z těchto důvodů bylo použití konfigurace L8 vždy omezeno na motory s velkým zdvihovým objemem a nízkými maximálními rychlostmi. V současné době byl tento typ motoru v automobilech téměř úplně nahrazen méně vyváženým, ale mnohem kompaktnějším a lépe vynuceným V8 , nicméně řadové 8válcové motory se nadále používají v dieselových lokomotivách , lodích a ve stacionárních instalacích.
Osmiválcový motor ve tvaru V - spalovací motor s uspořádáním osmi válců ve tvaru V ve dvou řadách po čtyřech a písty otáčejícími jeden společný klikový hřídel . Často se označuje jako V8
V8 je konfigurace často používaná u automobilových motorů s velkým zdvihovým objemem. Vzácné V8 mají zdvihový objem pod tři litry. Maximální pracovní objem moderních sériových V8 pro osobní vozy dosahuje 13 litrů (malý Weineck Cobra 780 cui ). Hojně používaný ruský diesel YaMZ-238 má pracovní objem 14,9 litru. U velkých tahačů a nákladních automobilů jsou motory V8 s pracovním objemem až 24 litrů.
V8 je také často používán ve vyšších vrstvách motorsportu, zejména v USA, kde je povinný v IRL , ChampCar a NASCAR . V roce 2006 přešla Formule 1 na atmosférický 2,4litrový motor V8 namísto 3litrového V10 za účelem snížení výkonu vozů, ale od roku 2015 používá 1,6litrový přeplňovaný motor V6.
V8 pouze 500 ccm byl použit na motocyklu Moto Guzzi V8 z roku 1955 později byl počet válců na závodních motocyklech omezen.
Motory V8 jsou k dispozici s různými konfiguracemi klikového hřídele, které mají různé charakteristiky, a proto mají své vlastní aplikace.
Konfigurace plochého klikového hřídeleMotor s plochou klikovou hřídelí obsahuje klikovou hřídel podobnou těm, které se používají u řadových čtyřválcových motorů (L4) , z nichž každý klikový čep využívá dva válce umístěné v různých blocích, celkem jsou 4 klikové čepy. Centrální kliky hřídele jsou orientovány v jednom směru a dvojice krajních je otočena o 180° vzhledem ke středním. Pracovní cykly v takovém motoru probíhají střídavě v pravém a levém bloku válců; pořadí pracovních cyklů v každém bloku je podobné jako u motoru L4. Vlastnosti takového motoru jsou v mnohém podobné motorům L4: má plně vyvážené setrvačné síly 1. řádu, nicméně horizontální setrvačná síla 2. řádu pístů a horních částí ojnic, způsobená ne- sinusový pohyb pístů, je nevyvážený. Tuto sílu je možné vyrovnat pomocí dvou vyvažovacích hřídelů otáčejících se v opačných směrech dvojnásobnou rychlostí než kliková hřídel v různých směrech.
Tato konfigurace se obvykle používá u vysokorychlostních závodních motorů, jako je Ferrari , kde požadavky na vibrační zatížení nejsou tak důležité. Umožňuje maximálně odlehčit klikové hřídeli a díky jednotným intervalům záblesků v každém jednotlivém bloku válců umožňuje tento motor použít konstrukčně jednoduchý laděný výfukový systém. V důsledku toho je dosaženo křivky točivého momentu posunuté na 7000-8500 min −1 a při otáčkách blíže nízkým motor „spí“ a vyladěný výfuk vydává charakteristický „formulový“, „kovový“ zvuk. Hlavní použitý úhel odklonu je 90°, což zajišťuje rovnoměrné intervaly zapalování směsi bez použití přesazených klikových čepů klikového hřídele. U silničních automobilů se tato konfigurace používá zřídka.
konfigurace křížového klikového hřídeleU takového motoru jsou ojniční čepy středních válců vůči sobě otočeny o 180 ° a vnější o 90 ° vůči středním a vzájemně vůči sobě otočené o 180 °. Dále jsou zde 4 ojniční čepy: ojnice protilehlých válců mají společné klikové čepy. Tato konfigurace umožňuje vyrovnávat setrvačné síly 2. řádu vzájemným pohybem pístů bez použití vyvažovacích hřídelů, vytváří však řadu dalších problémů.
Za prvé, takový motor má nekompenzovaný kmitavý moment sil prvního řádu v důsledku vratného pohybu pístů. Je-li úhel odklonu 90 °, lze jej zcela kompenzovat instalací dvou protizávaží na krajní boky klikového hřídele, někdy se také používá setrvačník a kladka s nevyvážeností, zatímco použití vyvažovacích hřídelí není nutné, ale z tohoto důvodu má motor velkou setrvačnost, která omezuje jeho schopnost pracovat ve vysokých otáčkách.
Za druhé, pořadí pracovních cyklů v každém bloku v řadě je nerovnoměrné. Například pro motory KamAZ-740 a motory ZMZ je pořadí činnosti válců následující: 1-5-4-2-6-3-7-8 [1] (u všech ostatních V8 je pořadí buď stejné nebo zrcadlené, zatímco číslování válců se může lišit). Jak vidíte, zdvih ve válcích 4 a 2, stejně jako ve válcích 7 a 8, umístěných v levém a pravém bloku, probíhá v řadě, zatímco ve druhém bloku nedochází k žádnému zdvihu. Výsledkem je, že výfukový systém vytváří mnoho nízkofrekvenčního hluku, výfuk tohoto motoru je z tohoto důvodu akusticky nepohodlný, má charakteristické „mumlání“ a „bublání“. Vyladěné sací a výfukové systémy vyžadují, aby byly výfukové trubky ze samostatných válců svázány dohromady, což má za následek hadovitý svazek jako u Fordu GT40 .
Složitý výfukový systém byl pro konstruktéry jednosedadlových závodních vozů velkým problémem a masivní protizávaží na hřídeli přidává klikové hřídeli na hmotnosti a brání jí v rychlém zrychlování a zpomalování, takže tato konfigurace se u sportovních vozů běžně nepoužívá. Typicky se tyto V8 vyznačují hojností točivého momentu v nízkých a středních otáčkách a při použití ventilového časování OHV motor nevyvine více než 6500 ot./min. Motory s touto charakteristikou jsou instalovány na amerických autech. Také v naší době většinou pickupy a SUV, drahé modely od Mercedes-Benz , Lexus s variabilním časováním ventilů. Díky dobré a rovnoměrné trakci pracují takové motory většinu času v nízkých otáčkách, což má pozitivní vliv na zdroj motoru a akustický komfort. Spolu s nimi je optimální použití klasické hydromechanické automatické převodovky, protože ztráty v hydraulickém prvku jsou při charakteristických hodnotách točivého momentu a nízkých maximálních otáčkách relativně malé.
Kromě toho byly motory V8 s křížovým klikovým hřídelem aktivně používány v nákladních automobilech, autobusech, lodích a železniční dopravě. Například sovětské nákladní automobily a autobusy SSSR nejčastěji používaly V8, mezi nimi ZIL-131 , GAZ-53 , LiAZ-677 a další. V současné době se V8 v těchto místech používá stále méně a je nahrazován řadovými, obvykle 4- a 6válcovými motory, například YaMZ-534/536 .
Úhly odklonuNejvětší počet výrobců V8 používá a používá úhel odklonu 90° , protože právě s tímto úhlem odklonu motor s křížovým klikovým hřídelem nevyžaduje vyvažovací hřídel. Kromě toho má mnoho motorů konfigurace V6 (například YaMZ-236 ) a V10 , vyvinutých na základě motorů V8, také často úhel odklonu 90°.
Protože mnoho motorů v konfiguraci V6 a V10 bylo vytvořeno na základě V8, mají také často úhel odklonu 90 °, například YaMZ-236 ) a PRV .
Příkladem motoru s odklonem 90° je Ford/Yamaha V8 používaný ve Fordu Taurus SHO. Byl vyvinut na základě motoru Ford Duratec V6 a sdílí s ním úhel odklonu 60°. Využívá vyvažovací hřídel k vyrovnání točivého momentu 1. řádu a vyosené klikové čepy klikového hřídele slouží k zajištění rovnoměrných intervalů zapalování směsi. Jedna verze tohoto motoru se ve vozech Volvo používá od roku 2005 .
Vyrábí se také řada středněotáčkových dieselových motorů D49 , používaných na dieselových lokomotivách , lodích , mobilních elektrárnách , vyrobených s taženými ojnicemi jedné řady válců a úhlem odklonu 42°, což odpovídá úhlu odklonu 45° při použití konvenčních ojnic. [2]
Vozidla Lamborghini používají úhel odklonu 88°.
V roce 1902 získal Francouz Léon Levavasseur ( francouzsky Léon Levavasseur ) patent na motor Antoinette V8, který se začal vyrábět v roce 1904. Byl instalován na malých lodích a letadlech.
V roce 1905 anglická společnost Rolls-Royce postavila 3 exempláře modelu V8 se zdvihovým objemem motoru 3536 cm³. Protože plný výkon tohoto motoru umožňoval překročit maximální rychlost 20 mil za hodinu (32 km/h) stanovenou tehdejším britským zákonem pro „samoběžící kočáry“, byl na něj instalován omezovač otáček. Podařilo se prodat pouze jeden vůz (podvozek 40518), který byl brzy vrácen výrobci a odeslán do šrotu. Zbytek sloužil k vystavení a jako doprava pro návštěvníky továrny. 1905 Rolls-Royce V8 - jediný model společnosti, jehož jediná kopie se do dnešních dnů nedochovala.
V roce 1910 francouzský výrobce De Dion-Bouton představil veřejnosti motor V8 o objemu 7773 ccm pro automobil. V roce 1912 byl vystaven na výstavě v New Yorku , kde vzbudil skutečný zájem veřejnosti. A přestože společnost sama vyrobila velmi málo vozů s tímto motorem, v USA se myšlenka velkoobjemového V8 zakořenila vážně a na dlouhou dobu. Pravda, první americký V8 vyvinul Marmon již v roce 1904, ale byl výhradně experimentální a nebyl určen pro sériovou výrobu.
První relativně masově vyráběné auto s V8 byl Cadillac z roku 1914 . Motor měl objem 5429 cm³ a byl spodním ventilem, v prvním roce bylo vyrobeno asi 13 tisíc Cadillacu s tímto motorem. Oldsmobile , další divize GM , vyrobila svůj vlastní 4litrový V8 v roce 1916. Chevrolet zahájil výrobu 4,7litrových V8 v roce 1917, ale v roce 1918 byla společnost zařazena do GM jako divize a zaměřila se na výrobu úsporných „lidových“ vozů, které se podle tehdejších koncepcí nespoléhaly na V8, takže výroba motoru byla ukončena.
V segmentu levných vozů V8 převedl Ford se svým modelem 18 (1932). Technickým znakem motoru tohoto vozu byl blok válců v podobě jediného litinového odlitku. Tato inovace si vyžádala výrazné zlepšení technologie odlévání. Stačí říci, že až do roku 1932 se mnohým zdálo vytvoření takového motoru technicky nemožné. Motory ve tvaru V těch let měly válce oddělené od klikové skříně, což ztěžovalo a zdražovalo jejich výrobu. Motor Model 18 se jmenoval Ford Flathead a vyráběl se v USA až do roku 1954, kdy byl nahrazen horním ventilem Ford Y-Block , a v Evropě a Brazílii až do počátku 60. let (na nákladních automobilech až do počátku 90. let). Na ostatních amerických vozech v tomto cenovém segmentu ( Plymouth , Chevrolet ) se V8 objevil až v padesátých letech.
Počínaje 30. a 40. léty se motory V8 velmi rozšířily v Severní Americe . Až do osmdesátých lét , V8-poháněl verze měly North americké modely ve všech třídách kromě subcompacts. Konkrétně na konci 70. let mělo až 80 % osobních automobilů vyráběných v USA motor V8. Motory V8 jsou proto obvykle spojovány specificky se severoamerickým automobilovým průmyslem, značná část terminologie je také amerického původu. Zejména V8 dodávaly v 60. a počátkem 70. let takzvané „ svalové vozy “.
Podle stejného schématu byly vyrobeny sovětské karburátorové motory typu ZMZ-53A (66, 511, 513, 523 atd.) a ZIL-130 , stejně jako automobily Chaika a ZIL, a motory vyráběné společností Zavolzhsky závod má hliníkové objímkové bloky válců a přizpůsobený požadavkům Euro 4 (5).
V Evropě byly v předválečných a prvních poválečných letech těmito motory vybaveny především automobily nejvyšších tříd, montované v mizivém množství ručně. Například Tatra T77 (1934-1938) měla 3,4litrový V8 a bylo vyrobeno pouze 249 kusů [3] .
V 50. letech se ve výrobním programu evropských výrobců prémiového segmentu objevují sériové modely s V8, jako je BMW 502 nebo Facel Vega Excellence (ten měl americký motor od Chrysleru ). Jenže tehdy i následně zůstávaly na evropských autech poměrně vzácnými exoty. Po ropné krizi na počátku 70. let ztratily velkoobjemové motory v Evropě obecně velkou poptávku a poté se V8 nacházely pouze v nejdražších výbavách vozů prémiových výrobců, jako je BMW nebo Mercedes .
Vozy od Bentley (a donedávna i Rolls-Royce ) byly vybaveny a nadále jsou vybaveny motory V8 řady L (od L410 z roku 1959 po moderní L410HT, 6,2-6,75 litru). Zajímavé je, že mezi moderními benzínovými motory je to jeden z nejpomalejších motorů. Navzdory dvojitému přeplňování má motor „červenou zónu“ při 4,5 tisíc otáčkách za minutu a při volnoběhu o něco více než 500 otáček za minutu (většina moderních dieselových motorů má mnohem vyšší „rychlosti chodu“). Navzdory skutečnosti, že motor je více než 50 let starý, vývojáři a inženýři dosáhli variabilního časování ventilů z motoru s hluboce konzervativním ventilovým mechanismem OHV (hlavní ventily, spodní vačkový hřídel, pohon tlačnou tyčí) instalací složitého vačkového hřídele.
V SSSR a RuskuV8 byl široce používán na různých autech, nákladních automobilech, autobusech, zemědělských strojích, vojenských vozidlech. Mezi hlavní modely patří karburátorové motory ZMZ-53A (-66, -511, -513, -523, -5234 a další) a ZIL-130 , dieselové motory KamAZ-740 a YaMZ-238 . Na jejich základě byly později vyvinuty vstřikovací plynové motory ZMZ-5245 a KamAZ-820 , které se v současné době vyrábí.
V8 byly použity na reprezentativních osobních automobilech GAZ-13 a GAZ-14 Čajka, na nákladních automobilech GAZ-53 a GAZ-66 a na jejich základě vyvinutých, nákladních automobilech ZIL-130 a modifikacích, na nákladních automobilech řady KamAZ , MAZ , KrAZ 250 a dalších pozdní, Ural-375D . Mezi autobusy lze zaznamenat LiAZ-677 , LAZ-695 a LAZ-699 s motorem ZIL, později autobusy LAZ; LiAZ-5256 a NefAZ-5299 s dieselovými motory KamAZ-740 , stejně jako NefAZ-5299 s plynovým motorem KamAZ-820 ; PAZ-672 a PAZ-3205 s motory ZMZ-523, -5234 a -5245.
V současné době se vyrábí autobusy PAZ-3205 30 se vstřikovacím motorem ZMZ-5245 a také NefAZ-5299 -XX-56 s plynovým motorem KamAZ-820, které splňují normy Euro-5 .
| Spalovací motor a konfigurace motoru | |
|---|---|
| Jedna řada - L | |
| Naproti - B | |
| ve tvaru V | |
| ve tvaru W | |
| Další jedna řada | |
| Jiné typy | |
| Různá konstrukční řešení | Motor s polokulovou hlavou |
| Počet cyklů | |