Почему двигатели V4 никогда не взлетали?

11

Я читал, что Ford Taunus(не путать с Тельцом, это была маленькая модель для немецкого рынка) раньше делали с двигателем V4, но это все. Как получилось, что V4 больше не используется в современном автомобильном машиностроении?

amphibient
источник
1
Это в мире мотоциклов ... Honda сделала чудеса с этим двигателем. Это, вероятно, связано с мыслью о выходе крутящего момента. Могу поспорить, что ваша кривая крутящего момента намного лучше в двигателе I-4 против двигателя V4. Просто мысль ...
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
почему это не так с V6?
амфибия
4
Двигатель I-6 по своей природе будет производить больший крутящий момент, чем V-6, но ограничения по размерам I-6 представляют собой проблему. Перед впрыском топлива у двигателя I-6 также была проблема с топливным голоданием в концевых цилиндрах. Кроме того, на большинстве двигателей V-6 у них по два шатуна на шатунную шейку, что сокращает производственные затраты и возвратно-поступательный вес.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Просто мысль: мог ли V4 изначально создаваться как укороченная производная от V8? Точно так же некоторые современные производители предлагают двигатели V6 и V8, начинающиеся с единой конструкции?
АЛАН УОРД
Если вы возьмете двигатель на 180 градусов / "плоскость 4", они буквально взлетели - они везде в небольших самолетных самолетах Cessna
Xen2050

Ответы:

20

Одной из наиболее влиятельных причин, почему V4 не взлетел, является ROI (возврат инвестиций). Причина, по которой у нас есть конфигурация V, состоит в том, чтобы сэкономить место. Автомобили с высокими характеристиками имеют конфигурацию V, поскольку они имеют от 6 до 8 цилиндров, а их прямая конфигурация будет занимать много места, таким образом, V.

  • В V4 этого преимущества нет, так как разница в размерах очень маленькая.
  • Конфигурация V4 более дорогая, вам нужно 2 блока цилиндров и так далее.
  • Встроенные цилиндры намного более усовершенствованы, чем V-образные двигатели, и, поскольку большинство 4-цилиндровых автомобилей - это семейные повседневные доработки, они удовлетворяют требованиям.
  • Двигатели V4 сложнее обслуживать, поскольку они имеют сложную сборку и труднее достать компоненты.

Таким образом, нет необходимости в очень сложном двигателе V4, когда встроенный 4 может выполнять работу намного лучше при более низких затратах и ​​более высокой степени уточнения.

Тем не менее, Hondas использовали V4s на своем диапазоне VFR с большим успехом.

Изменить: Lancia использовал V4 на Фульвии, на которой основаны страты, с большим успехом в ралли.

Шобин П
источник
V4 в Fuliva использует одну головку цилиндров, очень похожую на более поздние модели Volkswagen VR6 и V [r] 5.
Стив Мэтьюз
@SteveMatthews Я полагаю, что Fulvia вдохновила серию VR от VW
Shobin P
Saab также сделал V4.
kmarsh
Утверждения в этом комментарии не имеют особого смысла, например, множество V-образных двигателей отлиты с использованием одного цилиндра для обоих банков. Нет необходимости использовать несколько отливок для цилиндров.
Эрик Урбан
12

TL; Dr: они сделали. Их называют Субарус.

Для завершения, вы должны помнить, что Subaru имел большой успех с 180-градусным V4 (обычно называемым плоским 4). Используя плоский двигатель, они избегают многих проблем с балансировкой, с которыми сталкиваются более узкие V-образные конфигурации: поршни противостоят друг другу, а коленчатый вал может быть немного короче, чем на рядных 4. Они также позволяют гораздо более низкий центр тяжести.

Существует космический компромисс: двигатели в продольном направлении короче, но гораздо шире, чем встроенные двигатели.

Есть также компромисс с точки зрения удобства сантехники: плоский низкий двигатель позволяет намного легче проложить впускной трубопровод (так как больше места для работы над двигателем), но на стороне выпуска требуется два длинных коллектора. Эта выхлопная система также может усложнить турбонаддув. Например, моему двигателю требуется восходящая труба для направления энергии отработавших газов от соединенных выпускных коллекторов к стороне турбины турбины. Это много трубопроводов, которые обычно не требуются в inline-4.

В результате всего этого выхлопная нота, издаваемая турбонаддувом flat-4, отличается (кажется, что вы говорите «badda badda badda», а не устойчивый тон). Любой водитель Subaru узнает вас как члена семьи, даже не взглянув.

Боб Кросс
источник
Каковы преимущества более короткого коленчатого вала?
амфибия
3
ты говоришь о боксерах?
Шобин П
2
Не уверен, что плоскую четверку можно приравнять к 180 градусам V4. Коленчатый вал на V4 имеет тенденцию иметь поршни 1 и 3 (первый цилиндр каждого блока) в том же положении, что и поршни 2 и 4. На плоских четырех (Subaru, VW) поршнях 1 и 3 находятся в противоположных положениях, как и 2 и 4. Плоский четырехколенчатый коленчатый вал довольно похож на 4-рядный вал, но более сжат по оси вала.
АЛАН УОРД
1
@ALANWARD Ваша точка зрения была поднята в вопросе Пола здесь: mechanics.stackexchange.com/q/17318/57
Боб Кросс
1
@BobCross Хороший, спасибо, что указал на это.
АЛАН УОРД
7

Помимо причин, о которых упоминает Анарах, одной из главных причин, по которой V4 не взлетел, является, по сути, V4 @ 60 ° - двигатель, работающий в тяжелых условиях, особенно на низких оборотах (на холостых и холостых оборотах). Это очень трудно сбалансировать. Двигатели V6 и V8 намного легче сбалансировать, особенно учитывая, что большинство из них - двигатели с углом 90 °. Двигатели с V4 @ 90 ° намного легче сбалансировать, но из-за недостатка места. Когда двигатель работает неровно, это тяжело не только для самого себя, но и для любого другого компонента транспортного средства. Это также не дает водителю / пассажиру комфорта.

Кроме того, в схемах с поперечным расположением двигателя (в большинстве автомобилей с передним приводом) наличие V4 может привести к проблемам с комплектацией, которых нет у двигателя I4. С конфигурацией V4 это легко соответствовало бы из стороны в сторону, но имело бы проблемы спереди назад, которые потребовали бы больше места, чтобы достигнуть. Это будет победить цель. Конфигурация I4 отлично справляется со своей задачей.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
источник
1
На самом деле я хотел бы объяснить это , но думал , что пост будет слишком долго :-) Вместо этого я использовал слово Refinement ... Как обычно спасибо за спасение день ..
Шобин P
1
@ Анарах ... Спасение дня? Наверное, нет, лол! Ваш ответ был очень вдумчивым. Не бойтесь отвечать более длинными сообщениями, если вы считаете, что это лучше ответит на вопрос ... вы должны увидеть некоторые из моих рассказов!
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Хммм ... Я люблю отрицательные голоса без объяснений, особенно когда то, что я сказал, является точным. Пожалуйста, если у вас есть проблемы с чем-то, что я написал, не стесняйтесь опровергать.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Это единственный ответ, который касается сути вопроса и напрямую отвечает на вопрос ОП. V4 очень трудно сбалансировать, и итерации Форда (Эссекс и Кельн) являются прекрасными примерами двигателей V4, которые так сильно вибрировали, что создавали проблемы с надежностью. [ Кельну нужен умлаут. Я не такой умный ...]
SteveRacer
1

Двигатели V4 являются более сложными и, следовательно, они более дорогие в производстве. Имейте в виду, что 4-цилиндровые двигатели обычно (но не исключительно) устанавливаются в автомобилях с более низкими характеристиками, где цена является фактором. V4 с 16 клапанами потребует четырех распределительных валов, большего пространства в моторном отсеке и будет производить меньше крутящего момента, чем эквивалентный ряд 4.

Единственная причина, по которой двигатели с 6 цилиндрами и выше имеют V-образную конфигурацию, связана с ограничениями по размеру. V6 намного короче, чем I-6. Это также означает, что вы можете легко установить V6 в автомобиль с передним приводом, не делая его шире.

Хотя есть еще автомобили с двигателями inline-6. В частности, BMW 135i, 135iM, 335i и M3 (я думаю, что они все еще I-6).

Капитан кенпачи
источник
Двигатели M3 и M4 объемом 3,0 литра имеют рядную шестерку - чуть ниже V8 предыдущей модели (E92).
АЛАН УОРД
1

I4 нужны балансиры, чтобы сделать их приемлемыми для современного NVH на современном рынке, поэтому они у всех есть. Дополнительная сложность и грабёж мощности считались достойными компромисса каждого автопроизводителя в мире. I4 в автомобилях неизбежно находятся под квадратом, чтобы уменьшить длину, большие отверстия = большая длина, что имеет тенденцию ограничивать красную линию и, в конечном итоге, производительность, но факт заключается в том, что двигатели с высокой скоростью вращения не совместимы с автомобилями массового рынка. В то время как в прошлом, как говорят последние 2 десятилетия, производитель мог бы использовать V4 с коротким ходом и продавать его как дизайн, которого никто не делал. Теперь с повсеместным распространением турбин для повышения эффективности и производительности. Высокие обороты не нужны для высокой производительности, поэтому окно на V4 в автомобилях, которое было закрыто, теперь заблокировано.

Примечание: большинство не знают этого, но мотоциклы Honda MotoGP используют V4, как и Ducati, конечно. Это говорит об аспектах сверхвысокой производительности V4 по сравнению с I4.

user220615
источник
0

Всего одна коррекция, 90-градусный V4 более точен, чем встроенный 4. Он имеет идеальный первичный баланс. И хотя я согласен с тем, что поперечный V4 не имеет особого смысла, продольный, безусловно, имеет смысл, поскольку он придает меньший вес передней оси.

Хотя стоимость, безусловно, больше, чем у I4, я удивлен, что производители предметов роскоши с платформами RWD, которые делают V8, не используют их. Они были бы более гладкими (роскошными), им в основном просто нужно нарезать V8 пополам, чтобы затраты были не такими плохими, а баланс веса лучше.

mckillio
источник
Есть ли у вас какие-либо ссылки, показывающие "идеальный первичный баланс V4"? Я не согласен с этим. Точно противоположное верно. Несмотря на то, что модели Essex и Koln Ford V4s (о которых упоминалось в OP) были достаточно успешными и выпускались серийно, у каждого был балансирный вал, чтобы не допустить буквального расшатывания. Не совсем эффективно; они все равно сделали и имели ужасные проблемы с надежностью в результате.
SteveRacer
0

90-градусный V4 с соответствующими противовесами имеет первичный баланс. Это фактически два 90-градусных двигателя vtwin, соединенные с общим кривошипом. 60-градусный V4 не является двигателем с плавным ходом и требует балансировочного вала.

отметка
источник