Motor cu patru cilindri în linie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Schema unui motor DOHC cu patru cilindri în linie
Motor Ford I4 DOHC 1989-2006 cu chiulasa scoasă
Motor diesel Nissan M9R 2006-2009

Un motor cu patru cilindri în linie (numit și patru linii ) este un motor cu patru cilindri cu piston în care cilindrii sunt dispuși în linie de-a lungul unui arborele cotit comun.

Marea majoritate a motoarelor cu patru cilindri auto utilizează un aspect în linie cu patru cilindri [1] : p13 - 16 (cu excepția motoarelor plate cu patru cilindri fabricate de Subaru și Porsche) [2], iar aspectul este foarte frecvente chiar și la motociclete și alte mașini. Prin urmare, termenul „motor cu patru cilindri” este de obicei sinonim cu un motor cu patru cilindri în linie.

Între 2005 și 2008, procentul de vehicule noi vândute în Statele Unite cu motoare cu patru cilindri a crescut de la 30% la 47%. [3] [4]

Proiecta

Un motor cu patru cilindri în linie, în patru timpi, are întotdeauna un cilindru în cursa sa de putere, spre deosebire de motoarele cu cilindri mai puțini în care nu are loc cursa de putere în anumite momente. Comparativ cu un motor V4 sau un motor plat cu patru cilindri , un motor cu patru cilindri în linie are un singur cap de cilindru, ceea ce reduce complexitatea și costurile de producție.

Atunci când un motor cu patru cilindri în linie este instalat la un unghi înclinat (spre deosebire de cilindrii orientați vertical), este uneori numit un motor cu patru cilindri înclinat.

Deplasare

Motoarele pe benzină cu patru cilindri în linie utilizate în producția de mașini moderne au de obicei o cilindree de 1300-2500 cm 3, cu toate acestea în trecut au fost folosite motoare mai mari, cum ar fi Bentley 4½ litri din 1927-1931.

Motoarele diesel au fost produse în cilindri mai mari, precum motorul Mitsubishi 3200cm 3 turbo (folosit pentru SUV-urile Pajero / Shogun / Montero) și un motor Toyota de 3000cm 3 . Camioanele europene și asiatice cu o greutate brută a vehiculului cuprinsă între 7,5 și 18 tone utilizează, în general, motoare diesel cu patru cilindri în linie cu cilindri de aproximativ 5000 cm 3 . [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Deplasările mai mari sunt utilizate în motoarele locomotive, marine și staționare.

Deplasarea poate fi, de asemenea, foarte mică, așa cum se găsește în mașinile K vândute în Japonia. Multe dintre aceste motoare aveau patru cilindri atunci când reglementările impuneau o deplasare maximă de 550 cm 3 ; dimensiunea maximă este în prezent de 660 cm 3 .

Echilibrul primar și secundar

Motorul cu patru cilindri în linie cu cea mai bună configurație a arborelui cotit are un echilibru primar perfect. [1] : p12 Acest lucru se datorează faptului că pistoanele se mișcă în perechi și o pereche de pistoane se mișcă întotdeauna în sus, în același timp în care cealaltă pereche se mișcă în jos.

Cu toate acestea, motoarele cu patru cilindri în linie au un dezechilibru secundar . Acest lucru este cauzat de accelerația / decelerarea pistoanelor în timpul jumătății superioare a rotației arborelui cotit, care este mai mare decât cea a pistoanelor din jumătatea inferioară a rotației arborelui cotit (deoarece bielele nu sunt infinit de lungi). Drept urmare, doi pistoane accelerează din ce în ce mai repede într-o direcție, în timp ce celelalte două accelerează mai încet în cealaltă direcție, ceea ce duce la un dezechilibru dinamic secundar care face ca arborele cotit să vibreze în sus și în jos la două ori viteza. Acest dezechilibru este comun tuturor motoarelor cu pistoane, dar efectul este deosebit de puternic asupra paturilor în linie, datorită celor două pistoane care se deplasează întotdeauna împreună.

Puterea acestui dezechilibru este determinată de masa alternativă, de raportul dintre lungimea bielei și cursă și viteza maximă a pistonului. Prin urmare, motoarele cu cilindri mici cu pistoane ușoare prezintă un efect redus, în timp ce motoarele de curse care utilizează biele lungi simt mai mult efectul. Cu toate acestea, efectul crește exponențial odată cu turația motorului (rpm).

Pulsări în furnizarea de energie

Animația unui motor în linie cu patru cilindri

Motoarele în patru timpi cu cinci sau mai mulți cilindri sunt capabili să aibă cel puțin un cilindru care își execută cursa de putere la un moment dat. Cu toate acestea, motoarele cu patru cilindri au lacune în furnizarea puterii, deoarece fiecare cilindru își completează cursa de putere înainte ca următorul piston să înceapă o nouă cursă de putere. Această livrare de energie pulsatorie are ca rezultat mai multe vibrații decât motoarele cu mai mult de patru cilindri.

Utilizarea echilibrului copacilor

Uneori, un sistem de echilibrare este utilizat pentru a reduce vibrațiile create de un motor cu patru cilindri în linie, mai des în motoarele cu cilindri mai mari. Sistemul arborelui de echilibru a fost inventat în 1911 și constă din doi arbori care poartă greutăți excentrice identice care se rotesc în direcții opuse la viteza dublă a arborelui cotit. [1] : p42 - 44 Acest sistem a fost brevetat de Mitsubishi Motors în anii 1970 și de atunci a fost utilizat sub licență de alte câteva companii. [12]

Cu toate acestea, nu toate motoarele cu cilindri mari în linie patru au folosit arbori de echilibru. Exemple de motoare relativ mari fără arbori de echilibru sunt motorul Citroën DS de 2,4 litri, motorul Austin-Healey 100 de 2,6 litri, motorul Ford Model A (1927) de 3,3 litri și motorul GM Iron. 2,5 litri Duke . Motoarele sovietice / rusești și UAZ GAZ Volga cu cilindri de până la 2,9 litri au fost produse fără arbori de echilibrare din anii 1950 până în anii 1990, totuși acestea au fost motoare cu un RPM relativ scăzut, ceea ce reduce necesitatea unui sistem de arbore de echilibrare. [1] : p. 40 - 44

Utilizare în mașini de producție

Motor Ford Model T 1908-1941
Motor Alfa Romeo Twin Cam din 1970

Cele mai moderne motoare cu patru cilindri în linie utilizate în automobile au o cilindree de 1,5-2,5 litri. Cel mai mic motor auto cu patru cilindri a fost folosit în camionul kei Honda T360 din 1963 până în 1967 și are o cilindree de 356 cm 3, în timp ce motorul mai mare pentru mașinile cu serie de produse în linie cu patru cilindri este motorul diesel Mitsubishi 4M41 de la 1999-2019 care a fost folosit la Mitsubishi Pajero și are o cilindree de 3,2 litri. [13]

Unele dintre cele mai importante motoare cu patru cilindri în linie sunt:

Șablon: Ștergeți dreapta

Utilizare în mașini de curse

Motor BMW M12 / 13 Formula 1 din anii 1980

Multe mașini de curse timpurii au folosit motoare cu patru cilindri în linie, totuși motorul Peugeot care a câștigat Indianapolis 500 din 1913 a fost un motor foarte influent. Proiectat de Ernest Henry , acest motor avea arborii cu came dublu (DOHC) cu patru supape pe cilindru, un aspect care va deveni standardul până în prezent pentru motoarele de curse cu patru cilindri în linie. [16]

Printre motoarele inspirate de designul Peugeot s-a numărat motorul Miller, care a fost un motor de curse de succes în anii 1920 și începutul anilor 1930. Motorul Miller a evoluat în motorul Offenhauser care s-a bucurat de un mare succes în perioada 1933-1981, inclusiv cinci victorii consecutive la Indianapolis 500 din 1971 până în 1976. [17]

Multe mașini produse pentru categoria Grand Prix de curse cu motor înainte de cel de-al doilea război mondial au folosit motoare cu patru cilindri în linie. Motoarele supraalimentate de 1,5 litri au intrat în mașini precum Maserati 4CL și diferite modele de mașini de curse britanice (ERA). Acestea au fost înviate după război și au constituit fundamentul a ceea ce va deveni ulterior Formula 1 , deși Alfettas cu opt cilindri în linie supraalimentat va domina primii ani ai F1.

Un alt motor care a jucat un rol important în istoria cursei este motorul Ferrari cu patru cilindri în linie proiectat de Aurelio Lampredi . Acest motor a fost inițial conceput ca un motor Ferrari 500 de 2 litri pentru Formula 2 , dar a fost dezvoltat la 2,5 litri pentru a concura în Formula 1 cu Ferrari 625. [18] Pentru curse de mașini sport, capacitatea a fost mărită la 3,4 litri pentru Ferrari 860 Monza.

Motorul cu patru cilindri Coventry Climax a fost un motor de curse foarte reușit, care a început ca motorul de Formula 2 de la 1,5 litri crescut la 2 litri pentru Formula 1 în 1958, a evoluat până la 2495 cm 3 FPF care a câștigat campionatul de Formula 1 cu Cooper șasiu în 1959 și 1960. [19]

În Formula 1, anii '80 au fost dominate de motoare de la 1.500 cm 3 cu turbocompresor. Motorul BMW M12 / 13 era cunoscut la acea vreme pentru presiunile sale ridicate de tracțiune și performanțele sale. Blocul din fontă s-a bazat pe un bloc rutier standard și a alimentat mașinile F1 de la Brabham, Arrows și Benetton și a câștigat campionatul mondial în 1983. Se spune că versiunea din 1986 a motorului produce aproximativ 1318 CP (969kW) în calificare. . [20]

Utilizare la motociclete

Motorul Honda CB750 din 1970

Producătorul belgian de arme FN Herstal , care producea motociclete din 1901, a început să producă primele motociclete drepte cu patru cilindri în 1905. [21] FN Four avea motorul montat în poziție verticală cu arborele cotit longitudinal . Alți producători care au folosit acest aspect au inclus Pierce , Henderson , Ace , Cleveland și Indian în SUA, Nimbus în Danemarca, Windhoff în Germania și Wilkinson în Marea Britanie. [22]

Prima motocicletă cu 4 cilindri cu cadru complet a fost cursa Gilera 500 Rondine din 1939, avea și arbori cu came cu cap dublu, compresor cu inducție forțată și a fost răcită cu apă. [23] Motoarele moderne pentru motociclete cu patru cilindri în linie au devenit populare pentru Honda CB750 SOHC introduse în 1969, iar mai multe au urmat în anii 1970. De atunci, linia patru a devenit una dintre cele mai comune configurații ale motorului la bicicletele de stradă. În afara categoriei de crucișătoare, cele patru linii sunt cea mai comună configurație datorită raportului său de performanță / cost relativ ridicat. Toți marii producători japonezi de motociclete oferă motociclete cu patru cilindri în linie, la fel ca MV Agusta și BMW . Motoarele motociclete BMW cu patru cilindri în linie timpurie au fost montate orizontal de-a lungul cadrului, dar toate motocicletele BMW cu patru cilindri actuale au motoare transversale . Compania modernă Triumph a oferit motociclete cu patru cilindri în linie, deși au fost întrerupte în favoarea Triplurilor .

Yamaha R1 din 2009 are un motor cu patru cilindri în linie, care nu trage nici la intervale de 180 °, ci folosește un arbore cotit cu plan transversal care împiedică pistoanele să ajungă în centrul mort în același timp. Acest lucru are ca rezultat un echilibru secundar mai bun, care este deosebit de benefic în gama de motociclete de înaltă performanță, și teoria „ ordinului de lovitură mare ”, care spune că livrarea inegală a cuplului determină ca anvelopele din spate să alunece rapid în viraje.

Motoarele cu patru cilindri în linie sunt, de asemenea, utilizate în MotoGP de către echipele Suzuki (din 2015 ) și Yamaha (din 2002 ). În 2010 , când a fost introdusă clasa Moto2 în patru timpi, motoarele clasei erau un motor cu patru cilindri drepți de 600 cm 3 produs de Honda , bazat pe CBR600RR cu o putere maximă de 110 kW (152 CP). Începând din 2019, motoarele au fost înlocuite cu un Triumph cu trei cilindri în linie de 765 cm 3 .

Notă

  1. ^ a b c d MJ Nunney, Tehnologia vehiculelor ușoare și grele , ediția a IV-a, Butterworth-Heinemann, 2006, ISBN 0-7506-8037-7 .
  2. ^ porsche.com , http://www.porsche.com/canada/en/models/718/718-boxster/drive/performance/ . Adus la 1 noiembrie 2016 .
  3. ^ James Schembari, A Family Sedan Firing on Fewer Cilinders - 2010 Buick LaCrosse CX - Review , în The New York Times , 15 octombrie 2010.
  4. ^ Lawrence Ulrich, Motoarele cu patru cilindri sunt mai mici, mai liniștite și câștigă un nou respect , în The New York Times , 13 august 2010.
  5. ^ man-engines.com , http://www.man-engines.com/datapool/mediapool/800/D0834_LKW_dt.pdf . Adus la 1 august 2011 .
  6. ^ mantruckandbus.com , http://www.mantruckandbus.com/en/Products_and_solutions/MAN_Lkw/TGL/TGL.jsp . Adus pe 9 mai 2011 .
  7. ^ vario-mobil.com , http://www.vario-mobil.com/welcome%20to%20variomobil.html . Adus pe 9 mai 2011 .
  8. ^ isuzucv.com , http://www.isuzucv.com/engines/4h_index.html . Adus la 14 decembrie 2010 .
  9. ^ isuzutruck.co.uk , http://www.isuzutruck.co.uk/downloads/specsheets/fseries/f110.210%20easyshift.pdf . Adus la 14 decembrie 2010 .
  10. ^ hino-global.com , http://www.hino-global.com/products/diesel_engines/index.html . Adus la 23 mai 2017 .
  11. ^ Copie arhivată ( PDF ), la hino-global.com . Adus la 14 decembrie 2010 (arhivat din original la 14 decembrie 2010) .
  12. ^ bbc.com , http://www.bbc.com/autos/story/20140609-before-they-were-carmakers . Adus la 1 noiembrie 2018 .
  13. ^ Mitsubishi-motors.de , http://www.mitsubishi-motors.de/TechnicalSpecification.aspx?PMID=100&BTID=2674&VID1=5138&VID2=0&LangType=1031 . Adus la 23 mai 2017 .
  14. ^ italiaspeed.com , http://www.italiaspeed.com/2006/cars/alfa_romeo/01/busso/2601.html .
  15. ^ autobytel.com , http://www.autobytel.com/car-ownership/variable-valve-timing-vvt-104258/ .
  16. ^ Ludvigsen , pp. 14-17 .
  17. ^ Ludvigsen , pp. 182-185 .
  18. ^ Ludvigsen , pp. 78-81, 86-89 .
  19. ^ Ludvigsen , pp. 130-133 .
  20. ^ gurneyflap.com , http://www.gurneyflap.com/bmwturbof1engine.html . Adus la 13 septembrie 2010 .
  21. ^ Motorcycle Classics , http://www.motorcycleclassics.com/classic-american-motorcycles/cleveland-motorcycles-zmsz17mjzhur . Adus la 20 iunie 2017 .
  22. ^ David Edwards, Four-Runners , în Cycle World , vol. 36, n. 8, Reviste Hachette Filipacchi, august 1997, pp. 42–43, ISSN 0011-4286 ( WC ACNP ) . Adus pe 21 septembrie 2013 .
  23. ^ Motorcycle Classics , https://www.motorcycleclassics.com/classic-italian-motorcycles/classic-gilera-motorcycles/1939-gilera-500-rondine-zm0z18jfzhur . Adus la 13 aprilie 2018 .

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_in_line_a_quattro_cilindri&oldid=122473060 ”