Необычные двигатели своими руками

Самые необычные двигатели внутреннего сгорания

Сегодня мы вспомним поистине малочисленные конфигурации двигателей – как в отношении количества цилиндров, так и их расположения. И пойдем по возрастающей…

Это сейчас одноцилиндровые моторы встретишь только на мопедах, малокубатурных мотоциклах, моторикшах и другой технике с приставкой «мото». А меж тем в 50-е и 60-е годы прошлого века подобными простейшими двигателями оснащалась львиная доля послевоенных микрокаров. Взять хотя бы британский Bond Minicar с мотором Villiers: да, пускай он трехколесный и тесный, но имеет капот, крышу, полноценный руль – минимальный набор удобств присутствует.

Раздвоенный двухпоршневой двигатель

Подобный мотор представляет собой механизм, в котором в двух цилиндрах параллельно работают два поршня. Но есть одна загвоздка – камера сгорания у этих цилиндров одна, общая. Таким образом достигается более эффективное сгорание воздушно-топливной смеси по сравнению с обычными одноцилиндровыми моторами, улучшается топливная экономичность, повышается мощность. Этот тип двигателей использовался в Западной Европе в довоенную пору, но после Второй мировой стал гораздо менее востребованным. Одним из немногих автомобилей с раздвоенным двигателем была Iso Isetta, чей 236-кубовый моторчик развивал 9 лошадиных сил.

V-образный 2-цилиндровый двигатель

Гордость Harley-Davidson, в отличие от рядных или оппозитных 2-цилиндровых моторов, в легковушках не прижилась – слишком большие от них вибарции. V-образные двигатели с двумя «горшками» встречаются только на разнообразной экзотике, вроде трехколесных «Морганов» 30-х годов, а также некоторых кей-карах раннего послевоенного периода. Один из примеров – Mazda R360 с миниатюрным V2 воздушного охлаждения. Позднее на ее базе появились коммерческие автомобили B360/B600 – тоже с V-образными «двойками».

V-образный 4-цилиндровый двигатель

Трехцилиндровые V-образные моторы на автомобилях не встречаются (только на мотоциклах, да и то редко), зато V-образные «четверки» – вполне. Правда, по популярности они проигрывают и рядным, и оппозитным двигателям с таким же количеством цилиндров. Встретить эту диковинную в наши дни силовую установку можно, например, на «Запорожцах», ЛуАЗах, некоторых ранних версиях Ford Transit, а также спорткарах вроде Saab Sonnet или, на секундочку, триумфаторе Ле-Мана Porsche 919 hybrid.

V-образный пятицилиндровый двигатель

Сейчас рядные пятицилиндровые двигатели испытывают свое второе рождение: нынче их можно найти не только в немолодых Audi 200/Quattro 80-х годов, но и более чем современной Audi TT-RS. А вот до возрождения V-образной «пятерки» руки инженеров пока не дошли. В 90-е годы до этой необычной схемы додумались инженеры из Volkswagen, отпилив один цилиндр от двигателя VR6 – формально, фольксвагеновский V5 является именно VR5, так как головка цилиндров у мотора с небольшим развалом этих самых цилиндров только одна. Обладающий приятным голосом V5 устанавливался на многие модели концерна Volkswagen конца 90-х годов: VW Golf, Bora, Passat, а также Seat Toledo.

V-образный рядный шестицилиндровый двигатель (VR6)

К слову, VR6 – тоже редкая конфигурация. И она тоже встречается только на автомобилях концерна «Фольксваген». VR6 представлял собой V6 с очень маленьким углом развала цилиндров (10,5 или 15 градусов), у которого имелась лишь одна головка цилиндров, а сами цилиндры располагались зигзагообразно. Сейчас мотор имеет противоречивую славу: будучи установленным в самые мощные Volkswagen 90-х (Golf VR6, Corrado VR6 и даже Volkswagen T4), он выделяется большим крутящим моментом и бархатистым рыком, но в случае неисправности начинает пожирать бензин – бывали случаи, когда расход увеличивался до более чем 70 литров на 100 километров.

Рядный 8-цилиндровый двигатель

До Второй мировой войны рядные «восьмерки» были излюбленными двигателями американских премиум-марок (Packard, Duesenberg, Buick), но не меньшей популярностью в то время они пользовались и в Европе: именно с таким мотором Bugatti Type 35 выиграл более тысячи гонок по всему миру, именно с рядным 8-цилиндровым двигателем оригинальная Alfa Romeo 8C блистала на Mille Miglia и 24 Часах Ле-Мана. Лебединой песней длинного мотора стал 1955 год, когда Хуан Мануэль Фанхио во второй раз стал чемпионом за рулем Mercedes W196. Однако в том же году произошла и знаменитая трагедия в Ле-Мане, когда Mercedes 300 SLR Пьера Левега (тоже с рядной «восьмеркой») унес жизни более 80 зрителей. После этого инцидента Mercedes ушел из автоспорта более чем на 30 лет.

Оппозитный 8-цилиндровый двигатель

Хотя подобные моторы чаще встречаются в авиации, в свое время с ними экспериментировали в Porsche – построенные в 60-е годы гоночные Porsche 907 и 908 как раз оснащались оппозитными 8-цилиндровыми двигателями, обеспечивающими высокую мощность и низкий центр тяжести. Не сказать, что задумка была неудачной, но от подобных моторов компания быстро отказалась, предпочтя им оппозитные «шестерки», но с системой наддува. На закате своей жизни модель 908 – как та, на которой Йост и Икс стали вторыми в 24 Часах Ле-Мана 1980 года – уже была шестицилиндровой.

W-образный 8-цилиндровый двигатель

Двигатель W8, который устанавливался только на Volkswagen Passat B5+, можно представить как два мотора V4, которые закреплены бок о бок под углом 72 градуса по отношению друг к другу. Таким образом, получается четыре ряда цилиндров, за что мотор и получил название W8. До появления Volkswagen Phaeton модель Passat W8 являлась флагманским седаном компании, развивая 275 лошадиных сил и ускоряясь до «сотни» за спорткаровские 6 секунд.

Оппозитный 10-цилиндровый двигатель

Увы, эта идея оказалась слишком крутой, чтобы стать реальностью, хотя концерн GM работал над подобным мотором в 60-е годы, взяв за основу 6-цилиндровый «оппозит» модели Corvair. Предполагалось, что новый 10-цилиндровый мотор займет свое место в полноразмерных седанах и малотоннажных пикапах General Motors, но проект достаточно быстро свернули по неизвестным ныне причинам. Рядных 10-цилиндровых моторов на машинах тоже не было – если не считать машинами тяжелые морские контейнеровозы.

Рядный 12-цилиндровый двигатель

В своей книге «Иллюстрированная энциклопедия автомобилей мира» Дэвид Бергс Вайз утверждает, что единственным серийным автомобилем с 12-цилиндровым рядным двигателем была Corona, которая выпускалась во Франции в 1908 году. Однако это не значит, что затея не прельщала иные компании – например достоверно известно, что с подобным типом моторов экспериментировали в Packard. Ходовой экземпляр был построен в 1929 году, и Уоррен Паккард лично тестировал его на протяжении полугода… пока не погиб в авиакатастрофе. После его смерти роскошный кабриолет разобрали, а 150-сильный уникальный двигатель уничтожили.

V-образный 16-цилиндровый двигатель

С появлением Bugatti Veyron/Chiron 16-цилиндровые двигатели в большинстве своем представляют только как W-образные, однако так было не всегда – весь прошлый век 16 цилиндров почти всегда выстраивались в два ряда. Auto Union Type A, Cadillac V16, Cizeta V16T – это лишь несколько примеров автомобилей с V16. А ведь такой мотор вполне мог бы появиться на современных автомобилях Rolls-Royce – ходовой прототип Rolls-Royce Phantom Coupe с 9-литровым V16 был представлен в фильме «Агент Джонни Инглиш: Перезагрузка».

Оппозитный 16-цилиндровый двигатель

Очевидно, что такой мотор мог создаваться только с прицелом на автоспорт. Однако ирония состоит в том, что 16-цилиндровые «оппозитники» так никогда и не гонялись: прототип Porsche 917 с 16-ю цилиндрами отправили на полку истории чуть ли не сразу, сделав выбор в пользу 12 «горшков», а новый мотор Coventry Climax FWMW, которым предполагалось оснастить формульные Lotus и Brabham в 60-е, оказался настолько ненадежным, что ему предпочли более консервативный V8.

Н-образный 16-цилиндровый двигатель

Н-образный двигатель представляет собой «бутерброд» из двух «оппозитников», что положительно сказывается на компактности силовой установки, но негативно – на ее центре тяжести. В 60-е годы подобный двигатель рискнула построить формульная команда BRM… и результаты получились неоднозначными – мотор был мощным, но не особо надежным и сложным для ремонта. Тем не менее, Lotus 43 Джима Кларка, оснащенный таким двигателем, в 1966 году первым пересек финишную черту на Гран-При США. Это был первый и последний триумф Н16.

V-образный 18-цилиндровый двигатель

Когда кажется, что больше уже некуда, на сцену выходят карьерные самосвалы и доказывают обратное. Машина с V18? И такие есть – как, например, БелАЗ 75600, оснащенный 78-литровым дизельным двигателем Cummins QSK78. Такое «сердечко» выдает 3500 лошадиных сил при 1500 оборотах в минуту, а его крутящий момент достигает 13 770 Ньютон-метров. Ну а как еще сдвинуть с места груженую махину массой 560 тонн?

W-образный 18-цилиндровый двигатель

Сейчас уже, наверное, немногие вспомнят, что изначально Bugatti Veyron должен был быть 18-цилиндровым – оригинальный концепт-кар был именно с такой силовой установкой. Тем не менее, в Bugatti не смогли заставить двигатель работать должным образом (были проблемы при переключениях передач), поэтому в итоге Veyron стал 16-цилиндровым. В свое время о двигателе W18 задумывался моторист Ferrari Франко Роччи, но дальше замысла он не продвинулся.

Подобные силовые установки используются на тяжелых судах или в качестве промышленных дизель-генераторов, но иногда они перепадают и карьерным самосвалам. Один из таких 20-цилиндровых монстров – Caterpillar 797F, в недрах которого работает двигатель Cat C175-20 мощностью 4000 лошадиных силы. Вот так выглядят 106 литров рабочего объема. Есть и более сложные многоцилиндровые двигатели, но это, в основном, самодельные установки, созданные путем соединения нескольких 8- или 12-цилиндровых моторов.

Х-образный 32-цилиндровый двигатель

Если у моторов с W-образной схемой V-образные блоки сходятся под острым углом, то в Х-образных двигателях они располагаются под углом 180 градусов. Таким образом, образуются четыре ряда поршней и цилиндров, формирующих букву Х. Когда-то построить такой 32-цилиндровый мотор для Формулы 1 намеревалась Honda, но изменения в регламенте и разочаровывающие результаты стендовых испытаний вынудили японцев оставить смелый эксперимент. Зато увидеть (и услышать) Х-образный двигатель москвичи и гости столицы смогут уже совсем скоро на главной площади страны – ведь на ТГУП «Армата» как раз используется 12-цилиндровый мотор ЧТЗ А-85-3А с Х-образной схемой.

Источник

Самые необычные двигатели и их принцип работы

Если вы посмотрите на двигатели большинства автомобилей, то заметите между ними много общих черт. Однако в разное время было много попыток предложить что-то новое, что тотально изменило бы дизайн и функции большинства моторов. Некоторые модели необычных двигателей все-таки были использованы в спортивных автомобилях и даже стали частью конструкции популярных машин. Другие же были признаны тупиковой ветвью эволюции автомобильной промышленности. Все необычные двигатели, тем не менее, дают представление об уникальном инженерном мышлении конструкторов разных времен, столь необходимом для продвижения любой модели автомобиля. Об этом вы и узнаете в нашем новом материале. Итак, встречайте — самые необычные двигатели в истории мирового автопрома.

Одноцилиндровый (1885)

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания восходит к самому первому узнаваемому автомобилю — Benz Patent-Motorwagen 1885 года. Четырехтактный двигатель объемом 954 кубических сантиметров был установлен под сиденьем пассажира и развивал мощность менее 1 лошадиной силы.

Тем не менее его было просто производить, а работать с ним — еще легче, и позже он был доработан для того, чтобы иметь мощность двух лошадиных сил. С тех пор одноцилиндровые модели использовались во многих легких и экономичных автомобилях, и позже этот тип необычных двигателей пережил своеобразный ренессанс благодаря своей пригодности в качестве устройства расширения диапазона для электромобилей.

V-образный (1889)

V-образный двигатель в свое время имел ряд привлекательных свойств, коими и можно объяснить его длительное использование в автопроме. Этот необычный двигатель компактен и легок, так как изначально создавался для мотоциклов. Первым автомобилем, в котором использовалась V-образная модель, был Stahlradwagen Daimler, но она стала по-настоящему популярна в 1920-х годах, когда такие компании, как GN и Morgan, использовали его для создания своих легендарных спортивных моделей. Единственным современным автомобилем, использующим V-образный мотор, по-прежнему является Morgan, который имеет мощность 82 лошадиных силы. Если бы автору этих строк пришлось составить свой личный топ-6 необычных двигатель, этот как раз замыкал бы шестерку. А вот на остальных позициях разместились бы следующие 5 моторов, о которых речь пойдет ниже.

V4 (1897)

В течение многих лет V4 (один из самых необычных двигателей внутреннего сгорания) пользовался плохой репутацией, во многом благодаря автомобилям компании Ford, которая в 1960-х и 1970-х наводнила рынок не самыми качественными моделями. Несмотря на это, его компактные размеры и присущая ему плавность должны были сделать его идеальным для использования в автомобилях, а инженер Эмиль Морс был первым, кто использовал его в 1897 году.

Самым крупным двигателем среди автомобилей, участвующих в Гран-при, был как раз V4, использовавшийся в машине Дж. Уолтера Кристи 1907 года, которая имела емкость 19 891 куб. Компания Lancia разработала версию для классических моделей, таких как Appia и Fulvia, в то время как компания Porsche использовала классический V4 во многих моделях гоночных каров. Эти модели также стали своеобразной классикой.

«Четкая восьмерка» (1919)

Как и многие другие виды оборудования, использовавшегося в ранних автомобилях, «восьмерка» была впервые разработана для использования в самолетах. Мощность восьми цилиндров в сочетании с длинной, тонкой аэродинамической формой этого типа необычных двигателей сделала его идеальным приобретением для ушлых авиастроителей. Впервые он был принят для использования в автомобиле Isotta Fraschini, а затем в 1920 году в машинах компании Leyland Motors, но именно Bugatti в Европе и Duesenberg в США популяризировали «восьмерку», сделав ее мейнстримом.

Автокомпания Bugatti очень долгое время доминировала на рынке легковых автомобилей, выпуская как дешевые, так и очень дорогие модели, в то время как Duesenberg оставалась на плаву в Америке не так уж и долго.

Straight-12, или «четкая двунашка» (1920)

Сама по себе длина этого типа необычных двигателей для автомобилей означала, что его можно использовать только в роскошных авто, как в случае с французской Corona. Внушительные габариты, достигающие 7238 кубических сантиметров, делали его очень мощным. Но высокая стоимость и непрактичность конструкции обрекли его на очень узкую популярность. Его могли себе позволить только богатые компании, выпускавшие машины для элиты.

Корпорация Peccard приняла вызов в 1920-х годах и построила один прототип, который использовался одним членом семьи Паккард с 1929 года до самой его смерти, когда автомобиль был сдан в утиль. Это было необычное личное авто для изощренного богатея, чертежи которого навсегда канули в Лету.

W12 (1927)

Возможно, мы привыкли к виду W12 благодаря машинам от Bentley, но история этого двигателя восходит аж к 1920-м годам. Тогда пионеры в строительстве быстрых автомобилей, такие как Джон Кобб и сэр Малкольм Кэмпбелл, адаптировали поначалу непрактичный W12 для использования в инновационных махинах Blue Bird от Campbell.

Однако после этого необычные двигатели на магнитах W12 долгое время оставались непопулярными, вплоть до появления автомобиля Life F35 Grand Prix 1990 года, который оказался недостаточно мощным и весьма ненадежным. Затем Audi выбрала эту модель для своего концептуального авто Avus 1991 года.

V16 (1929)

Maserati были первой из компаний, выпускавших авто с двигателем V16. В частности, они использовали его в своем Tipo V4, за которым тут же следовали машины от фирмы Cord в США. Alfa Romeo купила V16 для строительства своего известного автомобиля Tipo 162, в то время как Auto Union разработали свою собственную модификацию этого двигателя для использования в модели Type C.

После Второй мировой войны только BRM баловался с конфигурацией V16 с его кричащим 1,5-литровым мотором для использования в Гран-при. Этот двигатель развивал мощность 600 л. с., но проблемы с его системой наддува означали, что он не был достаточно надежным, чтобы выполнить свои обещания.

Радиальный двигатель (РД, 1935)

Легкий вес и простота конструкции РД не могли не быть замеченными производителями самолетов, и он также использовался во многих танках. Тем не менее размер и конструкция клапана делали его менее привлекательным для автомобильных компаний, поэтому первое его применение было лишь на одной из машин-участниц Гран-при Монако-Тросси 1935 года.

Обретший ограниченную популярность двухтактный радиальный двигатель с воздушным охлаждением также был нагружен и снабжен двумя рядами по восемь цилиндров. Мощность составляла 250 лошадиных сил, что было не так впечатляюще для передового двигателя того периода. Перегрев оказался проблемой, но автомобиль не смог конкурировать из-за ужасной недостаточной маневренности, вызванной тем, что 75 % веса автомобиля приходилось на его переднюю ось.

Flat-12 (1946)

Porsche положил начало так называемой плоской модели Flat-12 в 1947 году, когда Фердинанд Порше предложил этот 1,5-литровый агрегат для машины Cisitalia. Он должен был использоваться в гоночном каре на очередном Гран-при, который так и не вышел в свет из-за его конструкционной сложности. В 1964 году ребята из Ferrari использовали Flat-12 на своих автомобилях для Формулы 1.

Ferrari была первой корпорацией, выпустившей полноценный автомобиль с двигателем этого типа.

Газовая турбина (1950)

Видеть первое использование газотурбинного двигателя консервативным британским автопроизводителем было весьма непривычно. Автомобиль Rover Jet 1 был результатом успехов Великобритании в работе с этой технологией после Второй мировой войны, и он был основан на шасси P4. Скорость этой машины была хорошей для того времени, колеблясь в диапазоне от 10 до 60 миль в час. Считается, что этот автомобиль мог развивать скорость и до 90 миль в час.

Дальнейший опыт показал, что он может развивать мощность в 230 лошадиных сил, а его максимальная скорость достигает 152 миль в час. И «Дженерал Моторс», и «Крайслер» в свое время экспериментировали с газотурбинным двигателем, но различные состязания в Ле-Мане, Индианаполисе и на Формуле 1 не смогли показать его подлинную мощность, потому больше им никто не интересовался. Однако в наши дни есть планы использовать газовую турбину с модификациями от британской фирмы Delta Motorsport. Пожалуй, самое заметное применение наземных транспортных средств на газотурбинных двигателях сегодня — это основной боевой танк армии США, M1 Abrams.

Тройной (1951)

Тройной двигатель представляет собой трехцилиндровый двигатель, который существует гораздо дольше, чем нынешние модели авто, на которых он используется, такие как машины от Ford и Volkswagen. Он приобрел известность в 1950-х годах, когда DKW и Saab использовали его двухтактные модификации для своих небольших семейных автомоделей.

Показателем того, насколько хороши эти двигатели, было то, что именно автомобиль от DKW дал двукратному чемпиону Формулы 1 Джиму Кларку его первый гоночный опыт, а гонщик, пилотирующий машину от Saab, выиграл ралли Монте-Карло с 93-м. В наше время «тройной» все еще ценится за свой небольшой размер, эффективность и широкий функционал. Последний фактор сильно выделяет его среди всех остальных необычных двигателей внешнего сгорания.

BRM H16 (1966)

Компания British Racing Motors была не чем иным, как новатором в своем подходе к новым в Формуле-1, введенным в 1966 году. Там, где другие использовали двигатели V8 и V12, BRM предложили H16, представляющий собой, по сути, два плоских двигателя, наложенных один поверх другого.

У этого мотора был коленчатый вал, к которому были присоединены шестерни, но эта конструкция делала его очень тяжелым. Он использовался в Lotus 43 и был привезен Джимом Кларком к победе на Гран-при США в Уоткинс-Глене в 1966 году. Тем не менее это должна была быть единственная победа H16, и вскоре эту модель отбросили в пользу дизайна V12.

Роторный двигатель (1967)

Компания «Мазда» навсегда будет связана с роторным мотором. Многие из ее самых запоминающихся моделей использовали этот дизайн двигателя, и он плохо подходит под новые спортивные автомобили, основанные на стандарте, заложенном RX-Vision Concept.

Однако двигатель был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем, который разработал его в NSU до того, как компания заключила сделку с Mazda. Это привело к созданию в 1967 году купе Cosmo 110S и к производству целой линейки спортивных автомобилей, в которых с большим успехом использовался плавный, высокооборотистый принцип роторного двигателя.

Flat-8 (1968)

«Восьмерка» давно пользуется популярностью в самолетах, но ее преимущества перевешивают стоимостью производства, и поэтому Porsche 908 потребовалось несколько лет для переработки этого агрегата. Созданный для гонок на спортивных автомобилях, этот двигатель в 1968 году оказался как нельзя кстати, учитывая тогдашние правила Формулы-1.

V5 (1983)

Подумайте о V5, и вы, скорее всего, вспомните Mk4 Golf и его модифицированные модели, такие как Bora и SEAT Toledo. Этот 2.3-литровый мотор дебютировал в Passat в 1997 году и имел мощность в 148 лошадиных сил. Он был призван сократить разрыв между двигателями V4 и V6.

Он имел ограниченный успех, несмотря на то, что для создания такого компактного устройства требовалась хитрая техника. До этого только «Дженерал Моторс» экспериментировала с такими типами мотора, но позже решила не запускать в производство модели, получившиеся в результате этих экспериментов.

W16 (1995)

Bugatti у большинства ассоциируется как раз с двигателем W16 (благодаря автомобилям Veyron и Chiron), но именно инженер Рамон Хименес был первым, кто создал суперкар с этим агрегатом внутри. Француз соединил четыре мотоциклетных двигателя Yamaha размером в 1000 кубических сантиметров, чтобы получить W12 с двумя коленчатыми валами и 80 клапанами, способными развивать мощность в 560 лошадиных сил.

Инженеры компании Bugatti значительно увеличили этот мотор, позволив ему развивать мощность в 987 лошадиных сил, после чего он был успешно использован в моделях Veyron и теперь может похвастаться 1479 лошадиными силами, используясь в модели Chiron.

W8 (2001)

Возможно, этот двигатель оказался технологическим тупиком, но в конструкции автомобиля Volkswagen он все еще смотрится на удивление гармонично. W8 соединяет в себе два узкоугольных двигателя V4 на общем коленчатом валу, что позволяет восьмицилиндровому мотору занимать пространство, обычно отведенное для V6.

Больше цилиндров дает большую мощность, обтекаемость и плавность хода. Продажи авто с таким монстром внутри никогда не снижались, но почему-то общее производство этих моторов достигло лишь 11 000 экземпляров.

Вывод

Несмотря на то что этот перечень самых необычных двигателей внутреннего сгорания предназначен для узкого круга людей, интересующихся автомобильной промышленностью, любой читатель, не посвященный в тему, сразу заметит, что если они и использовались в авто серийного производства, то очень недолгое время. Это связано с тем, что очень часто такие агрегаты были слишком большими. Принцип работы необычных двигателей также отличается от стандартных моторов, и больше напоминает принцип работы самолетных турбин. Тем не менее подобные механизмы прекрасно показали себя как часть конструкции гоночных машин, позволяя карам развивать огромные скорости на Формуле-1 и других подобных соревнованиях. Ввиду того, что в мейнстримном автопроме они так и не прижились, условных «Газелей» с необычными двигателями мы увидим еще не скоро.

Источник