1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое противофаза в двигателе

Сейчас я вам расскажу очень важную вещь. Объясню в этой теме, почему 4 цилиндра лучше чем 6, почему 1JZ(198л.с.) хуже чем 3S(210л.с.).

Сила инерции — свойство поршня сохранять равномерное прямолинейное движение, если внешние воздействия на него отсутствуют.
Т.е., рассматривая двигатель с одним цилиндром, нас интересуют два положения: ВМТ и НМТ. При вМТ на счёт инерции поршень передаёт силу на весь блок, и он подпрыгивает на подушках. При НМТ наоборот, прыгает вниз. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Казалось бы, увеличить число цилиндров и проблема решена. Но увеличивать тоже надо грамотно.
Если 2 цилиндра будут работать в одной фазе (как у Оки), проблема никуда не исчезнет, только пропорционально масе увеличится сила инрции.

Поэтому делаем поршни в противофазе. Всё вроде встало в норму, сила первого поршня в вМТ и второго в НМТ друг друга поглощают, наоборот тоже. Но т.к. силы приложены к разным точкам, возникают рычаги относительно центра масс, в результате имеем силу инерции 2го порядка, т.е. такой мотор пытается не подпрыгнуть, а развернуться вокруг оси. Так он и работает, крутясь туда-сюда.

Увеличиваем дальше количество цилиндров. Если сопоставить 3ий цилиндр с 1ым, получим дисбаланс, т.к. относительно 2го цилиндра масса больше в 1 раза, в результате от одноцилиндролвого мотора мы никуда не денемся. Масса и размер (диаметр) поршней у нас должна быть равна для равномерной работы цилиндров и наполнения смеси. Поэтому делаем поршни в притивофазе друг к другу. Полный оборот 180 градусов, 180/3=60 градусов разброс, в результате имеем:

0 градусов: 1 цилиндр ВМТ, без противофазы
30 градусов: 3 цилиндр НМТ, без противофазы
60 гшрадусов: 2 цилиндр ВМТ, без противофазы
90 градусов: 1 цилиндр НМТ, без противофазы
120 градусов: 3 цилиндр ВМТ, без противофазы
150 градусов 2 цилиндр НМТ, без противофазы
0 градусов.
В результате имеем мотор, несмотря на количество цилиндров работающий без противофазы, т.е. как 1-цилиндровый. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Читать еще:  Что такое хон для двигателя

Добавим четвёртый цилиндр. Сопоставляем фазу 1го и 4го, сопоставляем фазу 2го и 3го. В результате 1 и 2 поршень в противофазе, друг друга поглощают. 3 и 4 поршни — тоже самое! Имеем силу инерции 2го порядка вокруг 1 и 2 поршня — она поглащается такой-же силой 3 и 4 поршня. Всё! Мы получили идеально сбалансированный мотор, который можно крутить до 11000об и не бояться что его разнесёт!

Добавляем пятый поршень, 180/5=72 градуса. В результате получаем тот-же дисбалансный мотор что и в случае с 3-поршевым. Без противофаз. Да, на Ауди ставили такие моторы, но вы хоть раз видели 5 цилиндров в ряд, сопоставимый по мощности с блектопом?


Самое интересное. Рядная 6ка! По своей конструкции мотор представляет собой 2 поставленные подряд рядные 3ки, 1 и 6 поршни в одной фазе, как 2 и 5 и 3 и 4. В результате имеем абсолютно несбалансированный мотор, точно такой-же как рядная тройка.
Опять же:

0 градусов: 1 и 6 цилиндр ВМТ, без противофазы
30 градусов: 3 и 4 цилиндр НМТ, без противофазы
60 гшрадусов: 2 и 5 цилиндр ВМТ, без противофазы
90 градусов: 1 и 6 цилиндр НМТ, без противофазы
120 градусов: 3 и 4 цилиндр ВМТ, без противофазы
150 градусов 2 и 5 цилиндр НМТ, без противофазы
Как видите, получается что рядная 6ка совсем не сбалансированный мотор, который не держит очень низких оборотов, а на ОЧЕНЬ высоких сам себя разваливает. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Рядная 7ка: 360/7=51.4 градуса. Итак ясно что поршней в противофазе не будет, сами догадайтесь что дальше.

рядная 8ка: удивительно, но мы поулчаем 2 поставленные подряд рядные 4ки. Крутиться до 11 тыщ он не будет, не позволит вес цпг, но будет идеально сбалансированным мотором.

Дальше думаю ясно: 9, 10 и 11 цилиндров в ряд — несбалансированны. 12, 16, 20 итд — сбалансированны.

Читать еще:  Двигатель 406 карбюратор низкое давление

А как же V, оппозитники? Спросите вы? Сейчас их тоже рассмотрим.
Каковы преимущества Vшки? Таковы что 2 поршня там работают вместе, помогая друг другу. Т.е. один поршень когда крутится, толкает коленвал, а нагрузка идёт не на вкладыши, а на толкание второго поршня. Это даёт возможность сделать мотор легче, компактнее, стенки уже, ведь нагрузка меньше.
Тем не менее, поршни нужно поместить в противофазу, это значит что шейки нужно разместить на разных углах, тогда при НМТ одного поршня мы получим ВМТ другого.

В результате при V2 мы имеем поршни в противофазе как при рядной двойке. V4 — сбалансированный мотор как при рядной 4ке, а V8 так вообще красота! V6 работает всё-таки лучше чем рядная 6ка, т.к. на каждый поршень есть противофаза.
Тут есть ещё один нюанс — угол развала. Он существует не просто так, а чтобы сделать пары поршней независимыми друг от друга. Чтобы фаза одного не попала на фазу другого. На каждую пару приходятся свои градусы, в результате просто делим 180 на количество пар, например у V8 4 пары, угол 180/4=90 градусов. У V6 3 пары, 180/3=60 градусов. Сколько пар у V10? 180/5=72 градуса, как раз тойотовский 1LR-FE.
Теперь вы знаете что моторы V6 или V10 с углом развала 90 (Форд Таурус и Додж Вайпер соотв.) не способны нормально крутиться. Любые 2 поршня там полюбому сходятся в фазе.

Оппозит — это частный случай Vшки. Делятся эти моторы на боксеры и обычные. Обычные — поршни в противофазе. Боксеры — поршни в одной фазе, поэтому боксеры мощнее. Итого сразу видно что пара поршней обычного имеет все недостатки одноцилиндрового мотора. А пара поршней боксера имеет недостатки рядной двойки.

Итого получаем что для идеального баланса и возможности крутиться на высоких оборотах нужен или 4цил боксер или 8цил оппозитник. Ну или количество цилиндров умножаем на два.

Читать еще:  908 что за двигатель

Подводя итоги.
Идеально сбалансированные:
4 в ряд, V8, 4 боксер, 8 оппозитник.
Несбалансированны по силам инерции 2 порядка: 2 в ряд, V4, 2 боксер, 4 оппозитник.
нЕсбалансированны впринципе: любые моторы с нечетным количеством цилиндров 3 в ряд, 5 в ряд, 7 в ряд, V6, 6 в ряд.
Частным случаем вообще идеального сбалансирования является роторный мотор, но его не рассматриваем, т.к. там вообще поршней нет.

Многие скажут что баланс фигня, главное момент. Но именно благодаря балансу достигаются запредельно высокие обороты, на которых этот момент выдаётся. Так что без баланса не будет ни лошадей, ни ньютон-момента, будет дизельный низкооборотичстый мотор.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector