Авиа двигатели. Виды и типы двигателей для самолетов и вертолетов

 

Именно благодаря использованию авиа двигателей, прогресс развития современной авиации продолжает развиваться. Первые самолёты которые не были оснащены двигателями практически не получили своего практического применения, так как не могли перевозить более одного человека, да и значительные расстояния преодолеваемые такими воздушными судами большими никак не назовёшь.

Все авиа двигатели принято разделять на 9 основных категорий.

1. Паровые авиа двигатели;
2. Поршневые авиа двигатели;
3. Атомные авиа двигатели;
4. Ракетные авиа двигатели;
5. Реактивные авиа двигатели;
6. Газотурбинные авиа двигатели;
7. Турбовинтовые авиа двигатели;
8. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
9. Турбовентиляторные авиа двигатели.

 

Паровые авиа двигатели

 

Паровые авиа двигатели практически не нашли своего практического применения в авиации из-за низкого КПД своей работы. Главным принципом работы парового авиационного двигателя является преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение винтов за счёт энергии пара.

 

 

Стоит отметить, что первоначально паровые авиа двигатели предполагалось использовать на заре авиации, когда источник пара был наиболее доступным, однако из-за массивности своей конструкции паровые двигатели не смогли поднимать воздушные суда.

 

Поршневые авиа двигатели

 

Поршневой авиа двигатель представляет собой обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия расширяемого газа превращает поступательное движение поршня во вращательное движение винта. Такие авиа двигатели нашли своё применение, и применяются и по сегодняшний день из-за простоты своего функционирования и недорогостоящего изготовления.

 

 

КПД поршневого авиационного двигателя, как правило, не превышает 55 %, однако это ничуть не смущает современных авиаконструкторов, так как у этого двигателя имеется высокая надёжность.

 

Атомные авиа двигатели

 

Первые атомные авиа двигатели начали появляться в середине минувшего века, когда начались мирные исследования атома. Основным принципом работы атомного авиационного двигателя является осуществление контролируемой цепной ядерной реакции, что позволяло выдавать огромную мощность, при сравнительно небольшом уровне затрат.

Атомные авиа двигатели практически одновременно появились и в США и в СССР, однако сама идея того, что самолёт, пусть и с весьма компактным атомным реактором на своём борту может упасть и это впоследствии приведёт к катастрофе, заставила отказаться от этой идеи.

В США атомный авиационный двигатель применялся на самолёте Convair NB-36H, а в СССР на самолётах Ту-95 и Ан-22.

 

Ракетные авиа двигатели

 

 

Первые ракетные авиа двигатели появились в начале 40 годов прошлого столетия в Германии, когда немцы всеми усилиями пытались создать быстрый самолёт, который мог бы принести им победу во Второй мировой войне. Тем не менее, стоит отметить, что наука в те годы не позволяла совершить точный расчёт некоторых параметров, поэтому проект так и не был реализован. Впоследствии ракетные авиа двигатели испытывались исключительно с возможностью их применения для разгона самолётов в стратосфере, но применимость их весьма ограничена, и потому на сегодняшний день они практически не используются.

Основным недостатком ракетного авиационного двигателя является практически полное отсутствие управляемости на высоких скоростях.

 

Реактивные авиа двигатели

 

 

Реактивные двигатели весьма распространены на сегодняшний день в авиации и авиаконструкторском деле. Принцип работы этих авиа двигателей основывается на то, что необходимая тяга для воздушного судна создаётся за счёт преобразования в кинетическую энергию реактивную струи внутренней энергии авиационного топлива.

Реактивные двигатели весьма надёжны и эффективны и потому в ближайшее время стоит ожидать их дальнейшего совершенствования и развития.

 

Газотурбинные авиа двигатели

 

 

Принцип работы газотурбинного авиационного двигателя основывается на сжатии и нагреве газа, энергия которого впоследствии преобразуется в механическую работу, заставляя вращаться газовую турбину. Первые двигатели данного класса появились в Германии ещё в начале 40-х годов прошлого века, и на сегодняшний день они по-прежнему продолжают широко применяться в военной авиации, в частности устанавливаются на самолётах Су-27, МиГ-29, F-22, F-35 и т.д.

Газотурбинные авиа двигатели весьма эффективны на сравнительно небольших скоростях перемещения воздушных судов, и потому их применение в гражданской авиации также весьма обоснованно.

 

Турбовинтовые авиа двигатели

 

 

Турбовинтовые авиа двигатели представляют собой своеобразную разновидность газотурбинный авиационных двигателей, принцип действия которых основывается на том, что энергия горячих газов преобразуется во вращение винта, а около 10% от совокупной энергии превращается в толкающую реактивную струю.

Турбовинтовые авиа двигатели имеют хороший КПД и надёжны, что делает их эффективными и применимыми в гражданской авиации на многих воздушных судах.

 

Пульсирующие воздушно-реактивные авиа двигатели

 

 

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели не нашли применения в современной авиации из-за неудовлетворительной своей эффективности. Главной особенностью их функционирования является то, что работают они на принципе воздушно-реактивного двигателя. С той лишь разницей, что топливо в камеру сгорания подаётся периодически, создавая своеобразные импульсы, позволяющие двигать объект в заданном направлении.

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели эффективны лишь при однократном своём использовании, в последующих же случаях, их использование снижает и саму надёжность и увеличивает затраты.

 

Турбовентиляторные авиа двигатели

 

 

Принцип работы турбовентиляторных авиационных двигателей сводится к тому, что подаваемый за счёт вентилятора воздух. Обеспечивает полное сгорание топлива за счёт избытка кислорода, что делает такие авиа двигатели и более эффективными и в тоже время наиболее экологически чистыми. Применяются подобные турбовентиляторные авиа двигатели как правило на крупных авиалайнерах, так как практически всегда у них имеется большая конструкция за счёт необходимости нагнетания дополнительного объёма воздуха.

Различия и особенности автомобильных ДВС

Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой вид двигателя, который преобразует энергию взрыва топливной смеси в механическую силу.

Взрыв происходит внутри камеры сгорания, что приводит в действие поршневую группу. Так как наибольшее распространение получили поршневые и комбинированные виды двигателей, далее пойдет речь именно о них.

Содержание

1. Виды двигателей автомобилей по типу топлива
2. Подача смеси для бензинового двигателя
3. Инжекторная система питания
4. Принцип работы дизельного двигателя
5. Роторный двигатель
6. Гибридный двигатель
7. Гибридный двигатель: плюсы и минусы
8. Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?
9. Рядный двигатель
10. V образный двигатель
11. Оппозитный двигатель
12. Двухтактный и четырёхтактный двигатель
13. Принцип работы четырехтактного двигателя

Виды двигателей автомобилей по типу топлива

Конструкторами разработано большое количество автомобильных двигателей в зависимости от типа смеси, количества тактов, а также физического расположения цилиндров.

Как различаются двигатели внутреннего сгорания по типу питания:

• Бензиновые.
• Дизельные.
• Гибридные.

Бензиновый двигатель — самый популярный вид двигателя среди автомобилей. Это обусловлено простой конструкцией, доступностью и дешевизной деталей на замен. Автомобили с данным видом двигателя чаще остальных встречаются на ДОПах.

Подача смеси для бензинового двигателя

Существует 2 вида доставки топлива в бензиновый мотор. Первый — карбюратор. Смесь из бензина и воздуха готовится в карбюраторе в определенных (зависит от режима) пропорциях и подаётся во впускной коллектор.

Данный вид подачи топлива являлся самым популярным на протяжении многих лет из-за простоты конструкции и возможности ремонта «на месте».

Преимущества карбюраторного ДВС:

• Низкая цена ремонта.
• Прост в конструкции.
• Дешевизна обслуживания.

Но также следует упомянуть что карбюраторная система подачи считается устаревшей ввиду ее не экономичности, трудности обслуживания и настройке.

Недостатки карбюраторного двигателя:

• Сложность настройки.
• Чувствителен к температурным перепадам.
• Низкая экологичность.
• Нестабилен.

Большинство видов двигателей с карбюратором не соответствуют Евро-3 и выше.

Инжекторная система питания

На смену карбюратору пришла инжекторная система впрыска. Она в свою очередь делится на моно впрыск и распределённый впрыск горючей смеси.

На большинстве двигателей внутреннего сгорания используется именно распределённый впрыск. Бензин из бака через магистраль попадает в топливную рампу, далее через форсунки во впускной коллектор, который отдельно ведёт к каждому цилиндру. Таким образом на каждую секцию отведена отдельная форсунка.

Стоит упомянуть, что существуют конструкции, когда форсунка подаёт топливо прямиком в камеру сгорания. Такой вид двигателя внутреннего сгорания является гораздо более точным в плане дозирования смеси, при котором достигается максимальный кпд бензинового ДВС.

Преимущества инжекторного двигателя:

• Высокая стабильность.
• Количество вредных выбросов уменьшается до 70%.
• Экономичность.
• Более мощный.
• Не чувствителен к перепадам температур.

Инжекторная система впрыска имеет большое количество плюсов для автолюбителей из больших городов, где имеются профессиональные СТО или официальные дилеры, которые смогут провести правильную диагностику и ремонт.

Однако за пределами города, если у вас возникнут проблемы с инжектором, скорее всего вы ничего не сможете сделать, в отличие от карбюратора.

Недостатки инжекторного двигателя:

• Трудный ремонт и диагностика.
• Качество бензина должно быть не менее А-92.
• Очень высокая стоимость замены узлов.
• Дефицит квалифицированных специалистов по ремонту.

Принцип работы дизельного двигателя

Главным отличием дизельного вида мотора от бензинового является способ образования зажигательной смеси. В большинстве бензиновых ДВС, смесь попадает через впускной коллектор, тогда как в дизеле смесь всегда подаётся непосредственно в камеру сгорания.

Воспламенение тоже происходит по другому сценарию. В дизельном двигателе внутреннего сгорания, цилиндр сначала втягивает воздух, после поршень путём резкого сжатия доводит температуру воздуха до 700-850 градусов во время сжатия, далее под высоким давлением подаётся дизель и происходит воспламенение.

Температура достигает 2400 градусов. Качество смеси сильно зависит от скорости впрыска. Если скорость впрыска малая, бензин может не полностью испаряться. Система зажигания на дизельных ДВС отсутствует.

Из минусов дизельного двигателя можно выделить:

• Повышенная вибронагруженность.
• Трудность холодного пуска.
• Сложность обслуживания.
• Повышенный вес.

Самым важным отличием дизельного мотора от бензинового является система подачи топлива.

ТНВД (топливный насос высокого давления) работает по следующему принципу: дизель из бака нагнетается в требуемые порции, далее по индивидуальным магистралям поступает через форсунки и подаётся в каждую камеру отдельно.

ТНВД делится на:

• Распределительные.
• Многоплунжерные рядные (редко используются на современных авто).

Ремонт и диагностика дизельных двигателей с ТНВД требует наличия инструкций и спец инструментов. С другой стороны, некоторые специалисты утверждают что автомобили концерна VAG (Audi, Skoda, Porsche) легки при настройке.

Роторный двигатель

Принцип работы роторного двигателя заключается в повышенных оборотах и отсутствии привычного для ДВС строения. ДВС Ванкеля (РПД) а именно так зовут изобретателя данного вида мотора, предложил расположить ротор непосредственно в цилиндре.

У РПД отсутствует коленчатый вал и шатуны, что упрощает его конструкцию. Среди преимуществ данного вида мотора — отсутствие большого количества деталей.

Даже в обычном 4-х цилиндровом двигателе минимум 45 движущихся частей: клапанные пружины, масляные колпачки, поршневые кольца, поршни, коленчатый вал, шатуны, т.д.

Роторный двигатель отличается малыми габаритами, и большими мощностями — 1.3 мотор выдаёт 190-240 л.с.

Из недостатков стоит выделить следующие пункты:

• Ограничение в ресурсе (порядка 65-85 тыс.км.).
• Потребление большого количества бензина.
• Стоимость производства и ремонта.
• Экологичность.

Гибридный двигатель

Как работает гибридный вид двигателя? Стоит начать с того, что автомобиль с гибридным мотором набирает всё большую популярность ввиду своей экологичности. Все автомобильные концерны имеют в своей линейке хотя бы одну модель с гибридным видом двигателя.

Принцип работы гибридного мотора заключается во взаимодействии двух видов двигателей — бензинового и электрического.

Всё работает под управление ЭБУ, который решает когда и какой двигатель использовать именно сейчас. К примеру для города обычно используется электрический, сводя к нулю нужду заправляться.

Однако на трассе, за городом, обычно система переключается на топливный двигатель. Это обусловлено быстрой разрядкой аккумуляторной батареи.

Стоит также упомянуть что во время езды на бензине электрический мотор заряжается. При повышенных нагрузках используются оба вида двигателей.

Гибридный двигатель: плюсы и минусы

Из плюсов можно указать:

• Высокая экономичность (примерно на 25% ниже от топливных ДВС).
• Не уступают в мощности моделям из своего класса.
• Меньше шума.
• Заправка происходит таким же образом как у классических автомобилей.
• При езде по городу с частыми остановками экономия вырастает в разы.

Учитывая географическую зависимость стоит отметить минусы для гибридного авто в условиях стран бывшего СНГ.

Из минусов:

• Очень сложная конструкция.
• Очень дорогой ремонт.
• Коротки срок службы аккумулятора.

Гибридный мотор прекрасно подходит для больших городов где находятся специализированные СТО. В маленьких городах и посёлках смысл владения авто с гибридным двигателем сводится к минимуму.

Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?

В мире существует большое количество видов моторов не только по виду горючей смеси, но и по типу расположения цилиндров. Ниже приведен перечень самых популярных типов двигателей.

Рядный двигатель

Рядные ДВС считаются классическими, так как именно такой тип был применён впервые в ДВС. Соответственно названию, цилиндры расположены в ряд, и приводят в движение 1 коленчатый вал. Также ГБЦ одна для всех камер сгорания.

Количество цилиндров может колебаться от одного до десяти. На практике десятицилиндровые ДВС оказались очень сложными при производстве, поэтому наибольшее распространение получили следующие:

• Одноцилиндровые.
• Двухцилиндровые.
• Четырехцилиндровые.
• Шестицилиндровые.

К достоинствам рядных типов двигателя можно отнести простоту в обслуживании и малые габариты. Такие моторы не идеально сбалансированы, однако это не мешает им пользоваться огромной популярностью у производителей и автолюбителей.

V образный двигатель

Данный тип ДВС ничем не отличается от рядной четвёрки кроме расположения цилиндров. У V образного двигателя цилиндры находятся друг напротив друга, из-за чего конструктивно он гораздо сложнее рядного.

Здесь две ГБЦ, другая конструкция ГРМ и подача бензина или дизеля. Также, очень большую роль играет угол, под которым расположены цилиндры. В истории встречаются модели как с 1° наклона, так и 180° (как у субару). Как итог, конструкторы пришли к решению что 45°, 60°, 90° градусов самые оптимальные.

Одним из главных достоинств v двигателя является его компактность.

Из минусов можно выделить:

• Сложность конструкции.
• Повышенная вибронагруженность на 2-х и 4-х цилиндровых ДВС.
• Более дорогой ремонт по сравнение с рядной «четвёркой».

V образные моторы очень востребованы в различных отраслях. Существуют концерны, которые выпускают только данный вид двигателей.

Оппозитный двигатель

По факту, оппозитный ДВС принадлежит к семейству v образных имея угол между цилиндрами в 180 градусов. То есть, они расположены друг напротив друга.

Таким решением конструкторы избавили оппозитный мотор от лишних вибраций, и движок стал более плавно работать. Кроме того, благодаря такой форме, центр тяжести снижается и качественно улучшается управляемость.

Оппозитный мотор, как и v образный зачастую имеет два распредвала и вертикально расположенный ГРМ.

Виды оппозитных двигателей:

• ОРОС.
• «Боксер».

ОРОС — В данной конструкции поршни попарно перемещаются по одному цилиндру, двигаясь друг навстречу другу.

«Боксер» — Поршни располагаются друг перед другом, словно боксёры в бою. Когда один поршень находится в ВМТ(верхняя мёртвая точка) его парный поршень находится в НМТ(нижняя мёртвая точка). При работе они словно «обмениваются ударами» из-за чего и получили название.

Из плюсов оппозитного ДВС можно выделить следующее:

• Отсутствие вибрации.
• Низкий центр тяжести.
• Малые габариты.
• Большой ресурс (300-500 тыс. км до первого капитального ремонта).

Минусы оппозитного двигателя:

• Высокая стоимость обслуживания.
• Дефицит СТО, где есть специалисты по оппозитным моторам.
• Сложность обслуживания.
• Дороговизна запчастей.

Двухтактный и четырёхтактный двигатель

В чём разница между этими двумя видами?

Двухтактные моторы почти не используются на автомобилях в силу своих особенностей. Они гораздо легче и проще в своей конструкции из-за отсутствия газораспределительного механизма. Тяга равномернее, литровая мощность выше, а вес меньше.

Из минусов можно выделить крайнюю не экологичность, большее потребление бензина и масла.

В карбюраторном 2-тактнике ещё и придётся готовить смесь из масла и бензина или заказывать специальное масло для двухтактных двигателей.

Использование двухтактного ДВС идеально подходит для негабаритных устройств. К примеру газонокосилки, пилы, снегоуборочные машины. В общем там, где нужны более равномерные обороты.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Название ДВС происходит из количества тактов рабочего цикла. Данный тип используется в большинстве автомобилей из-за своей простоты и лёгкости в обслуживании.

Отличаются высокой экологичностью, равномерной работой, при которой не нужно переживать из-за «жора» масла как на двухтактниках.

Пошагово четыре такта делятся на следующие шаги:

1. Камера сгорания заполняется смесью. Движение поршня в НМТ при котором открывается клапан впуска. Из инжектора или карбюратора топливо всасывается в камеру сгорания. Когда поршень опускается до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.
2. Сжатие смеси. Поршень возвращается в верхнюю точку, происходит такт сжатия. Доходя до ВМТ следует взрыв
3. Воспламенение топливной смеси. Энергия взрыва толкает поршень вниз, происходит механическая работа.
4. Расширение газа и очищение цилиндра. Коленвал возвращает поршень снова вверх, открывается выпускной клапан и сгоревшие газы поступают в выпускной коллектор. Далее снова следует первый такт.

Типы двигателей [Полная информация]

Типы двигателей

Типы двигателей:- Двигатель представляет собой устройство, преобразующее тепловую энергию топлива в механическую энергию. Двигатели в основном используются в автомобильной промышленности. Различные типы двигателей доступны в зависимости от наших требований.

Различные типы двигателей

Основное различие между двигателями: 1) двигатель внутреннего сгорания 2) двигатель внешнего сгорания.

А) Двигатель внутреннего сгорания

Как следует из названия, в двигателе внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри двигателя. Наиболее распространенным типом двигателя внутреннего сгорания является четырехтактный двигатель с четырьмя различными ступенями.

1. Впрыск смесителя топлива и окислителя (воздуха) внутри двигателя.
2. Сжатие миксера.
3. Зажигание смесителя топлива от искры.
4. Отказ от выхлопа.

В этом двигателе топливо поступает внутрь камеры сгорания и поршень его сжимает. Из-за сжатия и искрового зажигания высокое давление и температура воздействуют на поршень, который используется для вращения кривошипа, соединенного с поршнем через шатун.

B) Двигатель внешнего сгорания

Как следует из названия, в двигателе внешнего сгорания сгорание топлива происходит вне двигателя. Здесь дополнительное тепло используется для производства пара низкого давления, который используется в турбине для производства электроэнергии. Здесь топливо сжигается вне двигателя, поэтому мы также можем использовать твердое топливо.

Теперь поговорим о разных типах двигателей по разным критериям:

C) На основании конструкции:

1. Поршневой двигатель (поршневой двигатель): (Типы двигателей)

В этом типе двигателя дается сборка поршень-цилиндр. Поршень перемещается внутри и внутри цилиндра. Это наиболее распространенный тип двигателя, используемый в автомобильной промышленности.

2. Роторный двигатель (Двигатель Ванкеля): ( Типы двигателей )

Роторный двигатель : В этом типе двигателя вместо поршня имеется ротор, который вращает колесо транспортного средства. Изобретен в 1957, но в настоящее время не используется людьми. Давление, создаваемое сгоранием топлива, передается на ротор.

D) В зависимости от количества тактов:

1. Четырехтактный двигатель: (Типы двигателей)

Четырехтактный двигатель: кривошип совершает два оборота за одно сгорание топлива. Это очень эффективный тип двигателя. Он используется в мотоциклах, автомобилях и т. д.

2. Двухтактные двигатели: (Типы двигателей)

Двухтактные двигатели: В этих двигателях поршень перемещается только один раз вверх и вниз. Кривошип вращается только один раз за одно сгорание топлива.

E) В зависимости от используемого топлива:

1. Дизельный двигатель: В качестве топлива используется дизельное топливо. Бывший. Автобус, грузовик и т. д.
2. Бензиновый двигатель: В качестве топлива используется бензин. Бывший. Автомобиль, велосипед и т. д.
3. Газовый двигатель: В качестве топлива используется газ LPG или CNG. Бывший. Авто и т. д.
4. Электродвигатель: Использует электроэнергию для вращения кривошипа. Бывший. Автомобиль.

F) В зависимости от способа воспламенения:

1. Двигатель с воспламенением от сжатия: ( Типы двигателей )

Здесь не используется дополнительное оборудование для воспламенения топлива. За счет сжатия топлива повышается температура, что вызывает воспламенение топлива.

2. Двигатель с искровым зажиганием: ( Типы двигателей )

Здесь для воспламенения топлива используется свеча зажигания. Благодаря этому его называют двигателем с искровым зажиганием.

G) В зависимости от количества цилиндров:

1. Одноцилиндровый двигатель: ( Типы двигателей )

Здесь мы используем только один узел цилиндра и поршня, который соединен с кривошипом.

2. Многоцилиндровый двигатель: ( Типы двигателей )

Здесь мы используем более двух цилиндров и поршневой узел, который соединен с кривошипом. Рисунок показан ниже.

H) В зависимости от расположения цилиндров:

1. Рядный двигатель: Здесь цилиндры расположены в одну линию вместе с коленчатым валом.
2. V-образный двигатель: Здесь цилиндры расположены под углом вместе с коленчатым валом.
3. Двигатель с оппозитным расположением цилиндров: Здесь цилиндры расположены под углом 180 ^o . То же, что и V-образный, но с углом 180 ^o .
4. Двигатель W-типа: Здесь цилиндры такие же, как у V-типа, но у него три цилиндра с одним коленчатым валом.
5. Радиальный двигатель: Здесь цилиндры расположены вокруг вала, как показано на рисунке.

Плюсы и минусы различных типов двигателей

Наиболее распространенные типы двигателей — четырехцилиндровый, оппозитный четырехцилиндровый, рядный шестицилиндровый, V6 и V8 — имеют свои плюсы и минусы. Вот все, что вам нужно знать, в одном удобном руководстве…

Напомнить позже

Что обеспечивает большую мощность: 4,0-литровый двигатель V6 или 4,0-литровый двигатель V8? Ответ не так прост. При обсуждении различных двигателей компоновка не является самым большим фактором, влияющим на его мощность. Приложив немного изобретательности (и денег), четырехцилиндровый двигатель может выдавать такую ​​же мощность, как и V12. Так что же заставляет производителей выбирать разные компоновки двигателей? Вот преимущества и недостатки каждого макета.

1. Четырехцилиндровый рядный четырехцилиндровый двигатель

Начнем с одного из самых распространенных двигателей — рядного четырехцилиндрового. Есть причина, по которой это распространено, в основном потому, что это так просто: один ряд цилиндров, одна головка цилиндров и один клапанный механизм. Вот все, что вам нужно знать:

Преимущества:

• Рядный четырехцилиндровый двигатель небольшого размера и компактен, что означает, что он легко поместится практически в любом моторном отсеке.
• Он также легкий, и только с одним выпускным коллектором его вес еще больше снижен.
• Только с одной головкой цилиндров меньше движущихся частей, чем в двигателях с несколькими блоками цилиндров. Это означает, что теряется меньше энергии, что снижает вероятность неисправностей.
• Первичные силы уравновешены, потому что два внешних поршня движутся в направлении, противоположном направлению двух внутренних поршней (см. рисунок выше).
• Четырехцилиндровые двигатели просты в обслуживании; головка блока цилиндров является самой высокой точкой, что упрощает работу со свечами зажигания и доступ к клапанному механизму.
• Четырехцилиндровые двигатели требуют более низких производственных затрат.

Недостатки:

• Второстепенные силы не сбалансированы, что в конечном итоге ограничивает размер двигателя.
• Рядные четверки редко превышают от 2,5 до 3,0 литров.
• Для более крупных четырехцилиндровых двигателей часто требуются балансировочные валы для устранения вибрации, вызванной вторичным дисбалансом.
• Высокий центр тяжести по сравнению с некоторыми компоновками (h5).
• Не такая жесткая, как некоторые компоновки (V6, V8).

Вот краткое видео-объяснение четырехцилиндрового двигателя:

2. Горизонтально-оппозитный

С точки зрения производительности не так много вариантов, столь же привлекательных, как двигатель с горизонтально расположенными цилиндрами. Оппозитная четверка не так распространена, как другие двигатели в этом списке, но с инженерной точки зрения это логичный выбор для вашего гоночного автомобиля.

Преимущества:

• Первичные и вторичные силы хорошо сбалансированы. Это плавный двигатель.
• Это позволяет уменьшить нагрузку на коленчатый вал, что приводит к меньшим потерям мощности из-за инерции вращения.
• Низкий центр тяжести обеспечивает лучшую управляемость.

Недостатки:

• Размер упаковки: это очень широкие двигатели.
Плоские двигатели
• когда-то использовались в Формуле-1 из-за их преимуществ в производительности, но из-за своей ширины они препятствовали воздушному потоку и больше не используются.
• Сложность — две головки блока цилиндров/клапанные механизмы.
• Пара качаний (плоскостной дисбаланс) из-за смещения поршней, позволяющего шатунам соединиться с коленчатым валом.
• Техническое обслуживание может быть затруднено, если упаковка плотная.

3. Рядная шестерка

Объект любви инженера, рядная шестерка — результат добавления двух дополнительных цилиндров к рядному четырехцилиндровому двигателю. BMW любит их, и это компоновка одного из самых известных готовых к наддуву двигателей, 2JZ. Так что же такого особенного в рядной шестерке?

Преимущества:

• Рядная шестерка изначально сбалансирована.
• Компоновка в сочетании с порядком стрельбы обеспечивает, по сути, самый плавный двигатель.
• V12 и Flat-12 — это следующий шаг в дальнейшем снижении вибрации, поскольку они представляют собой два двигателя I6, подобранные вместе.
• Низкая себестоимость изготовления — единый блок цилиндров со всеми цилиндрами в одной ориентации.
• Простой дизайн, с ним легко работать, как и с I4.

Недостатки:

• Упаковка может быть затруднена из-за длины.
• Не подходит для переднеприводных автомобилей.
• Высокий центр тяжести (по сравнению с оппозитными двигателями).
• Меньшая жесткость, чем у V-образных двигателей, поскольку он длинный и узкий.

Вот краткое видео с объяснением рядной шестерки:

4.

V6

Теперь разрежьте рядную шестерку пополам и соедините два ряда цилиндров с общим кривошипом. V6 — это обычная компоновка, когда задействовано шесть свечей зажигания. Это также текущая компоновка двигателей Формулы-1. Зачем это использовать?

Преимущества:

• Они компактны и могут легко использоваться как для автомобилей с передним, так и с задним приводом.
• Обеспечивает больший рабочий объем, чем четырехцилиндровые двигатели, что обычно означает большую мощность.
• Жесткая конструкция.
• В сезоне 2014 года Формула-1 решила использовать двигатели V6 вместо двигателей I4, потому что они хотели использовать двигатель в качестве нагруженного элемента машины.

Недостатки:

• Две головки блока цилиндров означают дополнительную стоимость, сложность и вес.
• Дополнительная инерция вращения и трение (больше движущихся частей).
• Высокий центр тяжести по сравнению с плоскими двигателями.
• Стоимость часто выше встроенной.
• Вторичный дисбаланс требует дополнительной нагрузки на коленчатый вал.
• Два выпускных коллектора означают дополнительный вес.

5. V8

Когда вы добавляете по цилиндру к каждому ряду V6, вы получаете икону как в американских маслкарах, так и в европейской экзотике — V8. Он может издавать утонченный визг или дрожащее бормотание. Так что же делает этот макет таким популярным выбором?

Преимущества:

• Размер упаковки (короткий).
• Хороший баланс, в зависимости от типа коленчатого вала и порядка зажигания (плоский против поперечного).
• Жесткая конструкция.
• Позволяет использовать большой рабочий объем.

Недостатки:

• Как и V6, вес двигателя V8 может быть большим.