Рядный восьмицилиндровый двигатель - Straight-eight engine

Эта статья про восьмицилиндровый двигатель. Для кинопроизводства см. Прямой 8. Для формата кинофильма 8 мм (ПРЯМАЯ ВОСЕМЬ) см. Фильм § История.
Рядный восьмицилиндровый гоночный двигатель Delage
Рядный восьмицилиндровый двигатель с порядком включения 1-4-7-3-8-5-2-6

В рядный восьмицилиндровый двигатель или рядный восьмицилиндровый двигатель это восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания со всеми восемью цилиндры установлен по прямой линии вдоль картер. Тип произведен в боковой клапан, IOE, верхний клапан, рукав-клапан, и верхняя камера конфигурации.

Прямая восьмерка может быть рассчитана на присущий первичный и вторичный баланс без несбалансированных первичных или вторичных сил или моментов. Однако, коленчатый вал крутильные колебания, присутствующий в некоторой степени во всех двигателях, достаточно, чтобы требовать использования демпфер гармоник на вспомогательном конце коленчатого вала. Без такого демпфирования, усталостное растрескивание рядом с тылом основной подшипник журнал может произойти, что приведет к отказу двигателя.

Хотя рядная шестерка -цилиндровый двигатель также может быть синхронизирован для изначального первичного и вторичного баланса, рядная восьмерка развивает больше рабочих ходов на оборот и, как следствие, будет работать более плавно под нагрузкой, чем рядная шестерка. Кроме того, благодаря четному количеству тактов мощности на оборот, рядная восьмерка не создает неприятных гармонических колебаний нечетного порядка в двигателе автомобиля. трансмиссия при низких оборотах двигателя.

Плавность хода рядной восьмерки сделала ее популярной в роскошных и гоночных автомобилях прошлого. Однако длина двигателя требовала использования длинного моторного отсека, что делало базовую конструкцию неприемлемой для современных автомобилей. Кроме того, из-за длины двигателя крутильные колебания коленчатого вала и распредвал может отрицательно сказаться на надежности и производительности на высоких скоростях. В частности, явление, называемое «биение коленчатого вала», вызванное воздействием центробежная сила на кривошипе бросает при высоком двигателе об / мин, может вызвать физический контакт между шатуны и картер стены, что привело к разрушению двигателя. В результате дизайн был практически полностью вытеснен более коротким. Двигатель V8 конфигурация.

Ранний период (1903–1918)

Первая рядная восьмерка была задумана Charron, Girardot et Voigt (CGV) в 1903 году, но так и не построили.[1] Большие успехи были достигнуты во время Первая Мировая Война, так как Мерседес сделал рядные восемь авиационных двигателей, таких как Мерседес D.IV. К преимуществам рядного восьмицилиндрового двигателя для авиационного применения относятся: аэродинамический эффективность длинной и узкой конфигурации и присущий двигателю баланс, делающий ненужными противовесы на коленчатом валу. Недостатки проворачивания кривошипа и распределительного вала в то время не рассматривались, поскольку авиационные двигатели того времени работали на малых оборотах, чтобы поддерживать скорость гребного винта ниже скорости звука.

В отличие от конфигурации двигателя V8, примеры которой использовались в Де Дион-Бутон, Скриппс-Бут, и Кадиллак К 1914 году рядные восьмицилиндровые двигатели не использовались в серийных автомобилях до 1920 года.

Межвоенный период (1919–1941)

Роскошные автомобили

Модель Дьюзенберга J двигатель

Италии Изотта Фрашини представила первый серийный рядный восьмицилиндровый автомобиль в своих Типо 8 в Парижском салоне в 1919 году[2] Leyland Motors представил свои OHC рядный восьмицилиндровый Leyland Eight роскошный автомобиль в Международная автомобильная выставка в Олимпия, Лондон в 1920 г.[3][4] В Duesenberg братья представили свой первый серийный рядный восьмицилиндровый двигатель в 1921 году.[5]

Прямые восемь двигателей использовались в дорогих роскошных и высокопроизводительных транспортных средствах до окончания Второй мировой войны. Бугаттис и Duesenbergs обычно используются двойной верхний кулачок рядные восьмицилиндровые двигатели. Другие известные автомобили с восьмицилиндровым двигателем были построены Daimler, Мерседес Бенц, Изотта Фрашини, Альфа-Ромео, Stutz, Stearns-Knight и Packard. Одной из маркетинговых особенностей этих двигателей была их впечатляющая длина - некоторые из двигателей Duesenberg имели длину более 4 футов (1,2 м), в результате чего на этих автомобилях использовались длинные капоты (капоты).

Автомобили премиум-класса в США

В Соединенных Штатах в 1920-х годах производители автомобилей, в том числе Чендлер, Мармон, Гарднер, и Оберн, начал использовать рядные восьмицилиндровые двигатели в автомобилях среднего класса. Производитель двигателя Lycoming построил рядные восьмицилиндровые двигатели для продажи производителям автомобилей, включая Gardner, Auburn и Локомобиль. Lycoming был куплен владельцем Auburn Шнур Эрретта Лоббана, который использовал рядную восьмерку Lycoming в своем переднем приводе Шнур Автомобиль Л-29,[6] Лайкоминг построил рядный восьмицилиндровый двигатель для Duesenberg. Модель J, который был разработан братьями Дюзенберг для компании Duesenberg Inc., принадлежащей компании Cord.[7] Производители автомобилей в рамках корпорации Cord, включая Auburn, Cord и Duesenberg, были закрыты в 1937 году. Lycoming продолжает по сей день как производитель авиационных двигателей.

REO Straight 8 с 1931 по 1934 год

В конце 1920-х годов объемные продавцы Hudson и Студебеккер представила рядные восьмицилиндровые двигатели для автомобилей премиум-класса в своих моделях. За ними последовали в начале 1930-х гг. Нэш (с блоком двойного розжига), REO, а Бьюик, Oldsmobile, и Понтиак подразделения Дженерал Моторс.

В Бьюик рядный восьмерка был верхний клапан дизайн, в то время как Oldsmobile прямая-8 и Понтиак прямо-8 восьмерки были двигатели с плоской головкой. Chevrolet, как марка начального уровня, не имела рядной восьмерки. Cadillac, люксовый бренд General Motors, остался с традиционными двигателями V8. Чтобы двигатели были такими же плавными, как у его конкурентов, Cadillac представила кросс-плоскость коленчатый вал для своего V8, и добавил V12 и Двигатели V16 на вершину своего модельного ряда.

Форд никогда не принимал прямую восьмерку; их автомобили Ford начального уровня использовали плоская головка V8 двигатели до 1950-х годов, в то время как их Линкольн В роскошных автомобилях использовались двигатели V8 с 1930-х по 1980-е годы и двигатели V12 в 1930-х и 1940-х годах. Chrysler использовала восьмерки с плоской головкой в ​​своих премиальных автомобилях Chrysler, включая роскошную модель Imperial.

Дирижабли

Британский R101 жесткий дирижабль был оснащен пятью Бирдмор Торнадо Рядные восьмицилиндровые дизельные двигатели Mk I. Эти двигатели должны были выдавать мощность 700 л.с. (520 кВт) при 1000 об / мин, но на практике они имели номинальную мощность в непрерывном режиме только 585 л.с. (436 кВт) при 900 об / мин.[8]

Послевоенный

После Вторая Мировая Война, изменения на автомобильном рынке привели к упадку и окончательному исчезновению рядных восьмицилиндровых двигателей как автомобильного двигателя. Основными пользователями рядных восьмицилиндровых двигателей были американские автомобили класса «люкс» и «премиум», перенесенные с довоенных времен. А Гибкий междугородний автобус использовал прямую восьмерку Buick.

Во время Второй мировой войны усовершенствования технологии нефтепереработки, использовавшейся для производства авиационный бензин привело к наличию большого количества недорогих высокооктановый бензин. Двигатели могут быть разработаны с более высокими степенями сжатия, чтобы использовать высокооктановый бензин. Это привело к более высоконагруженным двигателям, которые усилили ограничения длинного коленчатого и распределительного валов у рядных восьмицилиндровых двигателей.

1940-е годы Oldsmobile рядный 8-цилиндровый двигатель

Oldsmobile заменил свой рядный восьмицилиндровый двигатель с плоской головкой на двигатель V8 с верхним расположением клапанов в 1949 году, когда V8 Кадиллака был заменен на двигатель с верхними клапанами. Chrysler заменил рядный восьмицилиндровый двигатель на знаменитый Hemi V-8 для 1951 года. Hudson отказался от своей рядной восьмерки в конце 1952 года. Buick представил (4,0 дюйма × 3 ​13⁄64"ход = 322 дюйма³ (5,277 л)) V8 в 1953 году, с таким же рабочим объемом, как и их (3 ​7⁄16"отверстие × 4 ​5⁄16"ход = 320,2 дюйма³ (5,247 л)) рядная восьмерка, последняя производилась до конца 1953 модельного года. Pontiac сохранил производство своей рядной восьмерки, а также L-образная головка рядная шестерка до конца 1954 модельного года, после чего V8 стал стандартом. Packard прекратили производство своей подписи с рядной восьмеркой в ​​конце 1954 года, заменив ее верхнеклапанным V8.[9][10]

К концу 1970-х годов V8 с верхним расположением клапанов устанавливали на 80% автомобилей, построенных в США, а большинство остальных имели шестицилиндровые двигатели.[11]

В Европе многие автомобильные заводы были разрушены во время Второй мировой войны, и потребовалось много лет, прежде чем разрушенная войной экономика оправилась достаточно, чтобы снова сделать большие автомобили популярными. Изменение конструкции автомобилей с длинного моторного отсека между отдельными крыльями на современную конфигурацию с более коротким моторным отсеком быстро привело к кончине восьмицилиндрового двигателя. В результате этого, а также цен на бензин в несколько раз дороже, чем в США, на большинстве автомобилей в Европе установлены четырех- и шестицилиндровые двигатели, а несколько выпущенных восьмицилиндровых автомобилей имели конфигурацию V8.[12]

Военное использование

Британская армия выбрала Rolls-Royce B80 серия рядных восьмицилиндровых двигателей в семействе бронированных машин Alvis FV 600. В Алвис Саладин Бронеавтомобиль имел конструкцию 6x6 с моторным отсеком в корме, 76,2-мм пушечной башней низкого давления в центре и водителем спереди. В Сарацин БТР имел двигатель спереди с водителем в центре и место для девяти военнослужащих в тылу. В Стойкий В амфибийном транспортном средстве имеется место водителя над передними колесами, более крупный двигатель B81 сзади и большой грузовой отсек посередине и сзади. Пожарная машина Salamander была небронированной и напоминала Stalwart с надстройкой обычной пожарной машины.

Двигатели серии Rolls-Royce B80 также использовались в других военных и гражданских приложениях, таких как Leyland Martian военный грузовик, двигатель лебедки в Центурион АРВ и различные Деннис пожарные машины.

Производительность и гоночные автомобили

1933 Bugatti DOHC прямая 8 в Тип 59 Гран При гонщик.

Несмотря на недостатки длины, веса, трения подшипников и крутильных колебаний, которые привели к послевоенному упадку рядной восьмерки, рядная восьмерка была предпочтительной конструкцией высокопроизводительного двигателя с конца 1920-х до конца 1940-х годов и продолжала отличаться. в автоспорте до середины 1950-х годов. Бугатти, Дюзенберг, Альфа-Ромео, Мерседес Бенц, и Миллер построил успешные гоночные автомобили с высокопроизводительными рядными восьмицилиндровыми двигателями с двойным верхним распределительным валом в 1920-х и 1930-х годах.

В Duesenberg братья представили первый успешный рядный восьмицилиндровый гоночный двигатель в 1920 году, когда их 3-литровый двигатель занял третье, четвертое и шестое место в гонке. Индианаполис 500. В следующем году одна из их машин выиграла Гран-при Франции, а двое других заняли четвертое и шестое места в гонке. Основываясь на работе, проделанной компанией над 16-цилиндровыми авиадвигателями во время Первая Мировая Война, то верхний распредвал, трехклапанный на цилиндр произведено двигателя 115 тормозная мощность (86 кВт ) на уровне 4250об / мин, и был способен развивать невероятные (по тем временам) 5000 оборотов в минуту. Ни один двигатель Гран-при до войны не достигал максимальной скорости более 3000 оборотов в минуту.[13]

Bugatti экспериментировал с рядными восьмицилиндровыми двигателями с 1922 года, а в 1924 году представил двигатель объемом 2 л. Bugatti Type 35, один из самых успешных гоночных автомобилей всех времен, который в итоге выиграл более 1000 гонок. Как и Дьюзенберги, Бугатти почерпнул свои идеи при создании авиационных двигателей во время Первой мировой войны, и, как и они, его двигатель представлял собой высокооборотный верхний распределительный вал с тремя клапанами на цилиндр. Он производил 100 л.с. (75 кВт) при 5000 об / мин, а его можно было увеличить до 6000 об / мин. Было произведено около 400 экземпляров Type 35 и его производных, что является рекордным показателем для Гран-при автоспорта.[14]

1932 Альфа-Ромео 2336 куб. См (142,6 куб. Дюйма) DOHC Корни прямая наддувная 8.

Альфа-Ромео первыми отреагировали на инженерные проблемы рядной восьмерки: в двигателях гоночных автомобилей для P2 и P3 и в их Альфа Ромео 8С 2300/2600/2900 спорткаров г. Mille Miglia и Ле-Ман Известно, что привод распределительного вала был перемещен в центр двигателя, между четвертым и пятым цилиндрами, тем самым уменьшив вышеупомянутые ограничения. Рядный восьмицилиндровый двигатель был фактически построен как симметричная пара рядных четырехцилиндровых двигателей, соединенных посередине на общих зубчатых передачах для распределительных валов и нагнетателей. У него было два верхних распредвала, но только по два клапана на цилиндр.[15]

Рядная восьмерка Alfa Romeo вернется после Вторая Мировая Война доминировать в первом сезоне Формула один гонок в 1950 году, и выиграть второй сезон у конкурентов из Феррари автомобиль с двигателем V12 в 1951 году. Альфа Ромео 158/159 Альфетта был первоначально разработан в 1937 году и выиграл 47 из 54 Гран-при в период с 1938 по 1951 год (с шестилетним перерывом в середине, вызванным войной). К 1951 г. их 1,5 л. с наддувом двигатели могли производить 425 л.с. (317 кВт) при 9300 оборотах в минуту и ​​могли достигать 10500 оборотов в минуту. Однако возможности двигателей были исчерпаны, и изменения правил в сезоне 1952 года сделали Alfettas устаревшими.[16]

Мерседес Бенц создаст в 1955 году последние известные восьмицилиндровые гоночные автомобили, выиграв чемпионат W196 Гоночный автомобиль Формулы-1 и 300SLR спортивный гоночный автомобиль. 300SLR был известен Стирлинг Мосс и Денис Дженкинсон победа в 1955 г. Mille Miglia, но печально известен Пьер Левег с смертельная авария на 1955 24 часа Ле-Мана. 300SLR был последним развитием дизайна Alfa Romeo начала 1930-х годов, так как не только распределительный вал, но и коробка передач приводились в движение от центра двигателя. Инженеры подсчитали, что скручивающие напряжения были бы слишком высокими, если бы они брали мощность с конца длинного коленчатого вала, поэтому они поместили центральную зубчатую передачу посередине (которая также управляла двумя распределительными валами, двойными магнето и другими принадлежностями) и запустили привод. вал к картеру сцепления сзади.[17]

Рекомендации

  1. ^ Георгано, п. ?
  2. ^ Постум, Кирилл (1977) [1977]. "Война и мир". История ветеранов и старинных автомобилей. Джон Вуд, иллюстратор (изд. Phoebus, 1977). Лондон: Хэмлин / Феб. п. 70. ISBN  0-600-39155-8.
  3. ^ Валлийский автоспорт - автомобили
  4. ^ Гистомобиль: Лейланд - 1920-е годы
  5. ^ Дэниелс, стр.48
  6. ^ Мудрый, Дэвид Берджесс. «Корд: вершина треугольника», в Норти, Том, изд. Мир автомобилей (Лондон: Орбис, 1974), т. 4. С. 435-436.
  7. ^ Читам, Крэйг (2004). Винтажные автомобили. Мотоциклы. п. 73. ISBN  9780760325728. Получено 2010-11-23.
  8. ^ «Бултон и Пол - R101». В архиве 2009-11-09 на Wayback Machine norfolkancestors.org. Дата обращения: 27 августа 2010.
  9. ^ Hemmings Classic Car Том 6, выпуск 5, февраль 2010 г. стр. 39
  10. ^ Мюрили Мартин (17 апреля 2008 г.). "Двигатель дня Jalopnik, 17 апреля 2008 г .: Packard Inline Eight". Jalopnik.com. Получено 2011-09-07.
  11. ^ Дэниелс, стр. 99-103, 116-117
  12. ^ Дэниелс, стр.103-113, 119-135
  13. ^ Людвигсен, стр.22–25
  14. ^ Людвигсен С. 26-29.
  15. ^ Людвигсен, стр. 34-37.
  16. ^ Людвигсен С. 67-69.
  17. ^ Людвигсен С. 94-79.

Книги

  • Дэниелс, Джефф (2002). Движущая сила: эволюция автомобильного двигателя. Haynes Publishing. ISBN  1-85960-877-9.
  • Георгано, Г. Н. (1985). Автомобили: ранние и винтажные, 1886–1930 гг.. Лондон: Grange-Universal.
  • Людвигсен, Карл (2001). Классические гоночные двигатели. Haynes Publishing. С. 22–25. ISBN  1-85960-649-0.

Сайты