V-образный восьмицилиндровый двигатель
V-образный 8-цилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением восьми цилиндров двумя рядами по четыре, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто его обозначают как V8 (англ. «Vee-Eight», «Ви-Эйт»)
Содержание
Общий обзор
V8 — конфигурация, часто используемая в автомобильных двигателях большого рабочего объёма. Редкие V8 обладают рабочим объёмом менее трёх литров. Максимальный же рабочий объём современных серийных V8 для легковых автомобилей достигает 8,5 литров. Получивший широкое распространение российский дизель ЯМЗ-238 имеет рабочий объём 14,9 л. На крупных тракторах и грузовых автомобилях встречаются двигатели V8 рабочим объёмом до 24 л.
V8 также часто используется в высших эшелонах автоспорта, особенно в США, где он обязателен в IRL, ChampCar и NASCAR. В 2006 году Формула 1 перешла на использование безнаддувного двигателя V8 объёмом 2,4 литра взамен 3-литровых V10, с целью снижения мощности автомобилей.
Обычно V8 предполагает обилие крутящего момента на низких и средних оборотах, при этом весьма вяло крутится после 6500 об/мин. Двигатели с такой характеристикой устанавливаются на американские автомобили — в наше время преимущественно пикапы и внедорожники, дорогие модели фирм Mercedes-Benz, Lexus и так далее. Благодаря хорошей и ровной тяге, такие моторы основную часть времени работают на небольших оборотах, что положительно сказывается на моторесурсе и акустическом комфорте. В паре с ними оптимально использование классической гидромеханической автоматической трансмиссии, так как потери в гидравлическом элементе при характерных для них значениях крутящего момента и небольших максимальных оборотах сравнительно невелики.
Однако конфигурация применяется и на высокооборотных двигателях, например Ferrari, при этом как правило двигатель имеет «плоский» коленвал. Две центральные шейки такого коленвала направлены в одну сторону, а пара крайних — в противоположную центральным, в результате достигается кривая крутящего момента, сдвинутая к 7000-8500 об/мин, а на оборотах ближе к низким двигатель «спит». Также вследствие этого двигатель по-другому звучит — вкупе с настроенным выпуском это дает характерное «формульное», «металлическое» звучание.
Углы развала
Наибольшее число V8 использовали и используют угол развала в 90°. Такая компоновка позволяет создать широкий, но сравнительно низкий двигатель с оптимальными поджигом смеси и относительно низким уровнем вибраций.
Поскольку многие двигатели конфигураций V6 и V10 были созданы на базе V8, они также часто имеют угол развала 90°.
Часто используются балансирные валы или усложнённые (относительно рядных двигателей) коленвалы, устанавливаемые для снижения уровня вибраций, так как сам по себе четырёхтактный V8 не является сбалансированным двигателем и работает как два четырёхцилиндровых двигателя с общим коленвалом. Двухтактные V8 полностью сбалансированные.
В качестве примера двигателя с отличным от 90° углом развала можно взять Ford/Yamaha V8 используемый в автомобиле Ford Taurus SHO. Он был разработан на базе мотора Ford Duratec V6 и имеет общий с ним угол развала в 60°. Одна из версий этого двигателя используется в автомобилях Volvo начиная с 2005 года.
История
В 1902 году француз Леон Левассер (Léon Levavasseur) получил патент на двигатель Antoinette V8, производство которого было начато в 1904 году. Он устанавливался на малые суда и самолёты.
В 1905 году английская фирма Rolls-Royce построила 3 экземпляра модели V8 с двигателем рабочим объёмом 3535 см³.
В 1910 году французский производитель De Dion-Bouton представил публике 7773-кубовый V8 для автомобиля. В 1912 году он был экспонатом выставки в Нью-Йорке, где вызвал неподдельный интерес у публики. И хотя сама фирма выпустила очень немного автомобилей с этим двигателем, в США идея V8 большого рабочего объёма «пустила корни» всерьёз и надолго.
Первым относительно массовым автомобилем с V8 стал Cadillac модели 1914 года. Двигатель имел объём 5429 см³ и был нижнеклапанным, в первый же год было выпущено порядка 13 тысяч «Кадиллаков» с этим двигателем. Oldsmobile, другое подразделение GM, в 1916 году выпустил собственный V8 объёмом 4 литра. Chevrolet начал выпуск 4,7-литровых V8 в 1917 году, но в 1918 году фирма была включена в состав GM на правах подразделения и сосредоточилась на выпуске экономичных «народных» автомобилей, которым по понятиям тех лет V8 не полагался, так что производство двигателя было прекращено.
В сегмент недорогих автомобилей V8 перенесла фирма Ford с её Model 18 (1932). Технической особенностью двигателя этого автомобиля был блок цилиндров в виде одной чугунной отливки. Это нововведение потребовало значительного усовершенствования технологии литья. Достаточно сказать, что до 1932 года создание подобного двигателя представлялось многим технически невозможным. V-образные двигатели тех лет имели отдельные от картера цилиндры, что делало их изготовление сложным и дорогостоящим. Двигатель модели 18 получил название Ford Flathead и выпускался до 1954 года, когда его сменил верхнеклапанный Ford Y-BLock. На других американских автомобилях этого ценового сегмента (Plymouth, Chevrolet) V8 появились лишь в пятидесятые годы.
Начиная с 1930-х — 1940-х годов двигатели конфигурации V8 получили с Северной Америке очень широкое распространение. Вплоть до 1980-х годов версии, оснащённые двигателями V8, имели североамериканские модели всех классов, кроме субкомпактов. В частности, на конец 1970-х годов, до 80 % выпущенных в США легковых автомобилей имели двигатель конфигурации V8. Поэтому двигатели V8 как правило ассоциируются именно с североамериканской автомобильной промышленностью, значительная часть терминологии так же имеет американское происхождение.
В Европе же в довоенные и первые послевоенные годы такими двигателями оснащали преимущественно автомобили высших классов, собираемые в мизерных количествах вручную. Например Tatra T77 (1934—1938) имела 3,4-литровый V8 и была выпущена в количестве всего 249 единиц [1] .
В 1950-е годы в производственной программе европейских производителей премиум-сегмента появляются серийные модели с V8, например, BMW 502 или Facel Wega Excellence (последняя имела американский двигатель производства Chrysler).
Но и впоследствии они оставались на европейских легковых автомобилях относительно редкой экзотикой. После нефтяного кризиса начала семидесятых годов же, двигатели большого рабочего объёма в Европе вообще сильно потеряли спрос, и после этого V8 встречались лишь на самых дорогих комплектациях автомобилях таких производителей категории «премиум», как BMW или Mercedes.
Двигатель V8: история главного мотора Америки
Двигатель V8 — одно из самых важных изобретений в автомобильной индустрии. Он применяется не только в легковых и грузовых автомобилях, но и в катерах, самолетах и даже танках.
Двигатель Форд V8 в поперечном разрезе
Как не трудно догадаться по названию, двигатель V8 представляет собой восьмицилиндровый мотор, цилиндры которого находятся друг напротив друга. Они располагаются под различным углом от 10° до 120° градусов. В автомобильной индустрии, обычно применяются моторы с углом развала 90°, реже 60° или 45°.
По сравнению с другими типами двигателей, V8 представляет собой идеальный баланс между мощностью и размером. Кроме того, в производстве он дешевле чем V10 или V12 и не сильно дороже чем V6. Еще одним плюсом 8-цилиндровых моторов, является повышенный ресурс. Да нужно рассматривать каждый двигатель индивидуально, но в целом V8 надежнее, чем V6 или L4.
Из-за больших размеров, моторы V8 обычно применяются в задне или полноприводных автомобилях и располагаются продольно. Тем не менее существуют машины с поперечным V8. К примеру Volvo S80 и XC90.
Из недостатков «восьмерки» можно отметить повышенный расход топлива и высокий вес.
Французские пионеры
De Dion-Bouton 1910 V8
Как и многие другие разработки, V8 пришел в автомобильную индустрию из авиации. В 1904 году, небольшая французская фирма Antoinette разработала восьмицилиндровый V-образный мотор мощностью 50 л.с. Он весил всего 86 кг, что предопределило его широкое применение в авиации. Спустя год, Рено начинает эксперименты с установкой V8 на гоночные автомобили.
Вообще французские автопроизводители начала XX века находились на острие технического прогресса, причем не только в моторостроении. Вот и первый относительно массовый автомобиль с «восьмеркой» под капотом — это французский De Dion-Bouton 1910 года. Именно с De Dion связан первый приход двигателя V8 на американскую землю. В 1912 году несколько автомобилей были представлены на автомобильной выставке в Нью-Йорке, где очень заинтересовали местных автопроизводителей.
Двигатель V8 — американская история
Ford V8 пользовался популярностью не только у порядочных граждан, но и у бандитов. Прежде всего за свой мощный мотор
Первый серийный американский автомобиль с двигателем V8 выпустила компания Cadillac в 1914 году. Под капотом Cadillac Type 51 находился 5,1-литровый мотор мощностью 70 л.с. Очень внушительный показатель для тех лет! Инженеры Кадиллак отлично поработали и сделали двигатель намного надежнее в работе чем его французский аналог.
Между тем выпуская Cadillac Type 51, компания шла на серьезный риск. Малоизвестный и дорогой мотор, вряд ли предвещал серьезный рыночный успех модели. Но ко всеобщему удивлению новинка разошлась тиражом в 13 тыс. единиц. Это стало спусковым крючком в «гонке цилиндров» среди американских автопроизводителей и поспособствовало повсеместному распространению двигателей V8 в США.
Ford Flathead V8 — очередная революция
Двигатель V8 Side valve от FordДвигатель V8 Flat Head от Ford
Следует отметить, что в конце 20-х двигатель V8 все еще оставался уделом дорогих автомобилей. Сложность конструкции и относительно маленьких тираж, не позволяли удешевить производство моторов, пока за дело не взялся Генри Форд. Он поставил задачу разработать простой и дешевый в производстве мотор. Надо сказать инженеры Форд и тут проявили себя на высоте, и отлично справились с непростым поручением.
Прежде всего специалисты разработали технологию производства блока цилиндров и картера в одной отливке. Это разом снизило трудоемкость производства, а следовательно и конечную цену мотора. Кроме того инженеры упростили вспомогательные узлы двигателя, а где и вовсе избавились от некоторых деталей.
Такая оптимизация позволила значительно уменьшить стоимость мотора и сделать его массовым в производстве. Причем Ford Flathead устанавливался не только в легковые автомобили, но и в другие транспортные средства. В 1953 году Ford снял двигатель с производства, выпустив около 20 млн. единиц.
Двигатель V8 — распространение по миру
Из отечественных автомобилей двигателем V8 мог похвастать ГАЗ-13 «Чайка»
После войны эволюция V8 продолжалась. Моторы постоянно росли в объеме и мощности. Еще одним значимым достижением американской конструкторской школы, можно считать первый в мире легковой верхнеклапанный двигатель V8.
Мало что так сильно повлияло на американский автопром, как внедрение верхнеклапанного двигателя V8 в 1949 году. Новая конструкция позволила производителям выпускать двигатели нового поколения. Более мощные и экономичные, чем предшественники с нижним расположением клапанов.
Overhead valve engine (OHV) — двигатель с верхним расположением клапанов, впервые разработан Уолтером Марром еще в 1898 году. Конструкция заинтересовала Девида Бьика и он пригласил Марра в Buick Motor Company, причем сразу на должность главного инженера. Впоследствии Бьик получил патент на двигатель с верхним расположением клапанов и в 1904 году выпустил 750 автомобилей с таким мотором.
Но до 1940-х OHV двигатели не имели особого распространения. Производители предпочитали использовать простые и надежные нижнеклапанные двигатели (Flat head engine).
Переход к новой конструкции состоялся вскоре после войны, а к середине 50-х, почти все крупные автопроизводители предлагали OHV моторы. Отставали только Packard, Nash и Hudson. Но и прожили они не долго.
Oldsmobile Rocket
Oldsmobile Rocket 88
Oldsmobile Rocket 88 помимо отличного мотора, мог похвастать 3-ступенчатой АКПП
Нижнеклапанные моторы, или как их еще по другому называли — двигатели с боковым расположением клапанов (Side valve), имели несколько проблем. Прежде всего это низкая удельная мощность и высокий расход топлива. Кроме того, крупноразмерные и тяжелые SV моторы, все труднее было вписать под капот новых послевоенных моделей. Инженер Oldsmobile — Гилберт Баррелл это прекрасно понимал и в 1945 году, начал разработку верхнеклапанного V8 в инициативном порядке.
Между тем, в другом подразделении General Motors — Cadillac, также стартовал аналогичный проект. В конечном итоге, победила разработка Баррелла. Не в последнюю очередь из-за желания GM поддержать имидж Oldsmobile как самой передовой компании концерна.
Как бы то ни было, новый двигатель V8 вышел очень удачным. Он получил объем 303 куб. дюйма и мощность в 135 л.с. Размещение клапанов в головке блока, позволило инженерам значительно улучшить наполняемость цилиндров, а следовательно мощность и экономичность. Кроме того его степень сжатия 7,5:1 была значительно выше, чем у любого нижнеклапанного мотора тех лет.
В 1949 году, двигатель был представлен в флагманском Oldsmobile 98, а спустя два месяца в более легком Oldsmobile 88.
Двигатель V8 Rocket — успех на рынке
Шасси Oldsmobile Rocket 88
Рынок хорошо принял Oldsmobile 88 и дальнейшая модернизация мотора Rocket, была лишь вопросом времени. В 1954 году, объем двигателя увеличился до 324 куб. дюймов, а мощность до 170 л.с.
Следующей серьезная модернизацию, Oldsmobil произвел спустя три года. Инженеры нарастили объем до 371 куб.дюйма (6,1-литра), а немного позднее установили три карбюратора. Такой мотор получил обозначение J-2 Golden Rocket. Кроме того, его степень сжатия увеличилась до 10:1, а мощность до 312 л.с. Весьма неплохо для 1957 года, не правда ли?
Производство Oldsmobile Rocket завершилось в 1964 году. К тому времени верхнеклапанные моторы стали новым стандартом, а нижнеклапанные отправились на свалку истории.
————
Но нельзя считать, что легковые V8 разрабатывались исключительно только в США. В Европе начиная с середины 50-х, восьмерки также постепенно вошли в обиход, правда в основном на спортивных и представительских автомобилях. В нашей стране моторы V8 выпускались в основном для правительственных и специальных автомобилей и грузовиков.
Сегодня популярность V8 значительно снизилась. Связано это со многими факторами. Но как бы не хотелось некоторым воинствующим эко-активистам, пока существует ДВС, будет существовать и V8.
В 2022 году двигатели V8 ассоциируются с лютой мощью, высокой надёжностью и красивым звуком выхлопа. V8 стал идолом и уходящим в историю последним отголоском настоящего автомобилестроения, заставляющий чаше биться сердца поклонников и трепетать душу автоэстэтов. В эпоху повсеместной эко-борьбы с применением одноразовых пластиковых двигателей, заполненных лошадками класса "пони на стероидах", моторы V8 выглядят как мощные динозавры поглощающие тонны топлива с диким рёвом из 4 труб, несущие вдаль. V8 это несравненные эмоции радости смешанные со страхом и адреналином. Это дикий, слабоуправляемый табун лошадей отборных пород. Всё это остатки роскоши V8, насладитесь ими пока есть такая возможность, ведь уже через 3-5 лет придёт тихий, скучный электрический транспорт без эмоций.
Что такое v8 у машин? Почему так называеется?
На машинах иногда пишут v6, v8, v12. А откуда взялось такое название? Вероятно, это связано с двигателем, но почему придумали такое обозначение? Количество литров же по-другому обозначается.
Часто и в top gear говорят такими обозначениями.
Действительно, такие обозначения появились не на пустом месте. V8 — двигатель, который сейчас очень широко используется в производстве быстрых автомобилей. Чтобы было понятнее — его конструкция напоминает 2 рядные четверки, цилиндры которых расположены на одном коленчатом вале. Выходит 8 цилиндров, которые движутся под углом примерно 45 градусов(4 цилиндра в одну сторону, другие 4 — в другую), и поэтому в разрезе напоминают латинскую букву "V". Вот от куда пошло обозначение V8.