Особенности конструкции W-образного двигателя

1.

z
W-образный двигатель — тип двигателя с W-образным расположением цилиндров.
Обычно W-образный двигатель представляет собой двигатель с 3 или 4 рядами
цилиндров, расположенными сверху под углом меньше 90 градусов по отношению
друг к другу, над единым коленчатым валом. Таким образом в поперечном разрезе
двигатель напоминает букву W. Отличительной особенностью данного типа двигателя
является компактность по сравнению с другими типами двигателей, используемыми в
серийных автомобилях и имеющими схожие мощностные характеристики.
Существуют также W-образные двигатели с рядным расположением цилиндров в
шахматном порядке в каждой из двух секций одного блока цилиндров. При этом
каждая из двух секций такого W-образного двигателя имеет свою ГБЦ и угол между
цилиндрами (в одной секции) в 10-15 градусов, как в обычном VR-образном двигателе.
Расстояние между секциями в таком двигателе меньше 90 градусов. W-образные
двигатели за всю историю своего существования применялись как в автомобилях, так
и в авиации и в мотоциклах.

2.

z
W-образный двигатель

3.

z
Особенности конструкции
Отличительной особенностью данного типа двигателя является
компактность по сравнению с другими типами двигателей,
используемыми в серийных автомобилях и имеющими схожие
мощностные характеристики.
Существуют также W-образные двигатели с рядным
расположением цилиндров в шахматном порядке в каждой из
двух секций одного блока цилиндров (рис. 1.9). При этом
каждая из двух секций такого W-образного двигателя имеет
свою головку блока цилиндров и угол между цилиндрами (в
одной секции) в 10—15°, как в обычном VR- образном
двигателе.

4.

z
Принципиальная
схема расположения
цилиндров в ДВС типа
W12

5.

z
В каждой из двух головок блоков цилиндров установлены два распределительных
вала: впускной и выпускной, на передних концах которых размещены гидравлические
механизмы регулировки их положения. Длина клапанов впускных и выпускных каналов
обусловлена расположением цилиндров. Для устранения зазоров в приводе клапанов
применяют гидрокомпенсаторы. Расстояние между секциями в таком двигателе менее
90°.
Обычно W-образный двигатель представляет собой двигатель, полученный путем
объединения двух двигателей VR6 под углом меньше 72° градусов по отношению друг
к другу над единым коленчатым валом. В этом случае получается двигатель W12 (см.
рис. 1.9). Если к такой конструкции добавить по два цилиндра в каждый ряд, получится
двигатель W16. Если разделить этот двигатель посередине коленчатого вала,
получается двигатель W8. Также возможно получение двигателя W10 из двух
двигателей VR5. Таким образом, создавая различные вариации комбинаций
элементов, можно получить самые разнообразные модификации W-образных
двигателей.

6.

z
При сравнении двенадцатицилиндрового V-образного
двигателя и двенадцатицилиндрового W-образного
двигателя с одинаковым рабочим объемом становится
очевидно, что последний значительно компактнее. Более
того, двенадцатицилиндровый W-образный двигатель
обычно компактнее восьмицилиндрового V-образного
двигателя.

7.

z
Возможные
преобразования
двигателей
семейства W: R6 +V6
-> VR6 + 2VR6 -»W12

8.

z
Преимущества W-образной компоновки заключаются в относительной
компактности при одинаковых, а порой и больших мощност- ных
характеристиках, чем у других типов двигателей. При этом освободившееся
место в подкапотном пространстве можно использовать для установки
дополнительного оборудования. Более плотное расположение цилиндров
относительно друг друга позволяет сэкономить материалы при
производстве автомобиля.
Вследствие более плотного расположения цилиндров относительно друг
друга W-образный двигатель подвержен более быстрому повышению
температуры и, соответственно, быстрому перегреву в случае работы в
экстремальных режимах или выхода из строя одного из узлов системы
охлаждения. Из-за данной особенности современные двигатели, имеющие
W-образную компоновку, имеют более развитую и технически сложную
систему охлаждения, чем двигатели других типов.

9.

z
В W-образных двигателях применяются только эффективные
жидкостные системы охлаждения различных конструкций.
Примером может служить система охлаждения наиболее
распространенного двигателя W12, работающего на
антифризе. Оригинальной особенностью этой системы
является создание встречных потоков охлаждающей жидкости
в головке блока цилиндров. Выравнивание температуры по
всей головке блока и эффективное охлаждение зон установки
свечей зажигания и выпуска отработавших газов
обеспечивается тем, что 66 % антифриза со стороны выпуска и
34% со стороны впуска направляются встречными потоками,
обеспечивая перекрестное охлаждение.

10.

z
Коленчатые валы W-образных двигателей (рис. 1.11)
делаются полноопорными (у W8 — пять опор, у W12 — семь
опор). У двигателя W8 кривошипы коленчатого вала
расположены под углом 180°, а для уравновешивания сил
инерции второго порядка установлены два балансирных
вала, вращающихся в 2 раза быстрее коленчатого вала.
Верхний вал вращается зубчатым ремнем от зубчатого
цепного колеса, установленного на крайней коренной шейке
коленчатого вала, нижний — от косозубой шестерни,
расположенной на другом конце верхнего вала.

11.

z
На каждой шатунной шейке установлено по три шатуна.
Через зубчатую передачу осуществляется привод всех
шести распределительных валов. Наряду с полностью
уравновешенным двигателем R6 удалось уравновесить
каждую трехцилиндровую поперечную секцию. Работа
каждого ряда цилиндров управляется своим электронным
блоком, а четвертый электронный блок управления
синхронизирует их работу и управляет всей электроникой
двигателя

12.

z
Конструкции
коленчатого вала
двигателя W12:
1 — цапфа коренной шейки для
установки зубчатого цепного
колеса; 2, 6 коренные шейки; 3 —
шатунная шейка; 4 —
маслоотражатели; 5 — зубчатое
цепное колесо привода балансирных
валов; 7 — зубчатое цепное колесо
привода масляного насоса; 8 —
демпфер

13.

z
Концерном Volkswagen разработаны образцы нового двигателя
WR18 (рис. 1.12), построенного из трех рядов двигателей R6,
расположенных под углом 60°.
Этот двигатель имеет четыре клапана на цилиндр, по катушке
зажигания на свечу и непосредственный впрыск бензина. Он
наиболее компактен: имеет длину всего 523 мм, несмотря на то
что коленчатый вал семиопорный с шейками под углом 120°.
Двигатель WR18 предназначен для полноприводного
автомобиля 4x4. Его выходные параметры не уступают
остальным W-образным двигателям. Создано семейство
трехрядных двигателей в виде вариантов с 9 и 15 цилиндрами

14.

z
WR-образный автомобильный
двигатель

15.

z
СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!