V8 เครื่องยนต์: ลักษณะ, รูปภาพ, ไดอะแกรม, อุปกรณ์, ปริมาตร, น้ำหนัก รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ V8

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:25

ปัจจุบันมีหน่วยจ่ายไฟให้เลือกหลายแบบ ขึ้นอยู่กับเลย์เอาต์และจำนวนกระบอกสูบ เครื่องยนต์ V8 เป็นเครื่องยนต์ระดับบนสุดสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล เนื่องจากมีการติดตั้งสปอร์ตและรุ่นยอดเยี่ยม ดังนั้นจึงไม่ธรรมดา แต่เป็นที่ต้องการ

คำจำกัดความ

เครื่องยนต์ V8 เป็นเครื่องยนต์ V8 ที่มีสี่สูบสองแถวและเพลาข้อเหวี่ยงทั่วไป

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้าง

เมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมาไม่มีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างขนาดเครื่องยนต์กับจำนวนกระบอกสูบ อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ปัจจัยต่างๆ เช่น RPM และกำลังที่เพิ่มขึ้น รวมถึงการขับเคลื่อนเพื่อลดต้นทุน นำไปสู่การแนะนำกระบอกสูบกลาง นอกจากนี้ยังมีสิ่งเช่นกำลังลิตร ดังนั้นพวกเขาจึงเชื่อมโยงกำลังของเครื่องยนต์กับจำนวนกระบอกสูบ นั่นคือแต่ละกระบอกสูบมีปริมาตรที่แน่นอนและกำลังไฟฟ้าบางส่วนจะถูกลบออกจากค่าปริมาตรเฉพาะ นอกจากนี้ คุณลักษณะเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสม กล่าวคือ เหนือกว่าเมื่อการผลิตแบบต่อเนื่องไม่ได้ผล ดังนั้น โมเดลมวลรวมขนาดเล็กจึงเริ่มติดตั้งเครื่องยนต์แบบดิสเพลสเมนต์ขนาดเล็กที่มีกระบอกสูบจำนวนน้อย และเพื่อให้ได้พลังงานสูง จำเป็นต้องสร้างหน่วยกำลังหลายสูบที่มีปริมาตรมากขึ้น

ประวัติศาสตร์

เครื่องยนต์ V8 เครื่องแรกเริ่มผลิตในปี 1904 ได้รับการพัฒนาเมื่อสองปีก่อนโดย Léon Levasseur อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้ใช้สำหรับรถยนต์ แต่ถูกติดตั้งบนเครื่องบินและเรือเล็ก

เครื่องยนต์รถ V8 3536cc เครื่องแรก3 ผลิตโดย Rolls-Royce อย่างไรก็ตาม เธอสร้างรถเพียง 3 คันพร้อมกับมัน

ในปี 1910 7773 cm3 V8 ได้รับการแนะนำโดยผู้ผลิต De Dion-Bouton และถึงแม้ว่าจะมีรถยนต์ติดตั้งอยู่เพียงไม่กี่คัน แต่ในปี 1912 ก็มีการนำเสนอรถยนต์ดังกล่าวในนิวยอร์ก ทำให้เกิดความสนใจอย่างมาก หลังจากนั้นผู้ผลิตในอเมริกาก็เริ่มสร้างเครื่องยนต์ดังกล่าว

รถที่ผลิตค่อนข้างจำนวนมากคันแรกที่ใช้เครื่องยนต์ V8 คือ Cadillac ในปี 1914 เป็นเครื่องยนต์วาล์วล่าง 5429 ซม.3 มีความเห็นว่าการออกแบบถูกคัดลอกมาจากหน่วยพลังงานของฝรั่งเศสที่กล่าวถึงข้างต้น มีการผลิตรถยนต์ประมาณ 13,000 คันในปีแรก

หลังจาก 2 ปี Oldsmobile ได้เปิดตัว 4L V8 เวอร์ชั่นของมัน

ในปี พ.ศ. 2460 เชฟโรเลตยังเปิดตัว 4.7L V8 อย่างไรก็ตามในปีต่อมา ผู้ผลิตได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของ GM ซึ่งทั้งสองบริษัทที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นแผนกย่อยด้วย อย่างไรก็ตาม เชฟโรเลตต่างจากพวกเขาที่เน้นการผลิตแบบประหยัดรถยนต์ที่ควรจะติดตั้งเครื่องยนต์ที่ง่ายกว่า ดังนั้นการผลิต V8 จึงหยุดลง

เครื่องยนต์ทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นได้รับการติดตั้งในรุ่นราคาแพง เป็นครั้งแรกที่รถรุ่นนี้ถูกถ่ายโอนไปยังกลุ่มมวลชนโดย Ford ในปี 1932 ในรุ่น 18 นอกจากนี้ หน่วยกำลังนี้มีนวัตกรรมทางเทคนิคที่สำคัญ มันถูกติดตั้งด้วยบล็อกกระบอกเหล็กหล่อ แม้ว่าก่อนหน้านั้นการผลิตชิ้นส่วนดังกล่าวจะถือว่าเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิคโดยบางคน ดังนั้นกระบอกสูบจึงถูกแยกออกจากเหวี่ยง ซึ่งทำให้ยากขึ้นและมีราคาแพงในการผลิต ในการสร้างชิ้นงานชิ้นเดียว จำเป็นต้องปรับปรุงเทคโนโลยีการหล่อ หน่วยพลังงานใหม่นี้มีชื่อว่า Flathead ผลิตจนถึงปี พ.ศ. 2497

ในสหรัฐอเมริกา เครื่องยนต์ V8 เริ่มแพร่หลายอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ 30 พวกเขาได้รับความนิยมอย่างมากจนรถยนต์นั่งทุกประเภทยกเว้นซับคอมแพ็คได้รับการติดตั้งหน่วยกำลังดังกล่าว และรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ V8 ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 คิดเป็น 80% ของการผลิตทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา ดังนั้น คำศัพท์หลายคำที่เกี่ยวข้องกับระบบส่งกำลังเหล่านี้มีต้นกำเนิดจากอเมริกา และ V8 ยังคงเกี่ยวข้องกับรถยนต์อเมริกันสำหรับหลาย ๆ คน

ในยุโรป เครื่องยนต์เหล่านี้ไม่ได้รับความนิยมเช่นนี้ ดังนั้นในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ผ่านมา จึงมีเพียงรุ่นพิเศษที่ผลิตขึ้นเป็นชิ้นเท่านั้นที่ติดตั้งไว้ เฉพาะในยุค 50 เท่านั้นที่เริ่มปรากฏเครื่องยนต์แปดสูบแบบอนุกรมหรือรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ V8 จากนั้นบางรุ่นก็ติดตั้งหน่วยพลังงานที่ผลิตในอเมริกา

เลย์เอาต์

ตอนต้นของอดีตศตวรรษ มีเลย์เอาต์เครื่องยนต์ที่ไม่ธรรมดามากสำหรับยุคปัจจุบัน เช่น เจ็ดสูบ แปดสูบในบรรทัด และรูปดาว

ด้วยการออกแบบเครื่องยนต์ที่เพรียวบางขึ้น ต้องขอบคุณการนำหลักการข้างต้นนี้มากำหนดจำนวนกระบอกสูบสำหรับเครื่องยนต์ตามกำลังของมัน และยิ่งไปกว่านั้น คำถามก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด

ตัวเลือกเลย์เอาต์ที่ง่ายที่สุดปรากฏขึ้นก่อน - การจัดเรียงกระบอกสูบในบรรทัด ประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการติดตั้งในแถวทีละรายการ อย่างไรก็ตาม เลย์เอาต์นี้เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ที่มีกระบอกสูบไม่เกินหกสูบ ในกรณีนี้ตัวเลือกสี่สูบที่พบบ่อยที่สุด เครื่องยนต์สองและสามสูบค่อนข้างหายากแม้ว่าจะปรากฏขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องยนต์ห้าสูบนั้นไม่ธรรมดาเช่นกันนอกจากนี้เครื่องยนต์เหล่านี้ได้รับการพัฒนาในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 เท่านั้น เครื่องยนต์ 6 สูบแถวเรียงกำลังสูญเสียความนิยม เลย์เอาต์อินไลน์ของเครื่องยนต์แปดสูบไม่ได้ใช้อีกต่อไปในยุค 30

การใช้โครงร่างรูปตัววีสำหรับมอเตอร์ที่มีกระบอกสูบจำนวนมากนั้นเกิดจากการพิจารณาการจัดวาง หากคุณใช้เลย์เอาต์อินไลน์สำหรับยูนิตจ่ายไฟแบบหลายสูบ พวกมันจะยาวเกินไป และจะมีปัญหากับการจัดวางใต้ฝากระโปรงหน้า ตอนนี้รูปแบบทั่วไปที่พบมากที่สุดคือรูปแบบตามขวาง และเป็นการยากมากที่จะวางหน่วยกำลังหกสูบในบรรทัดด้วยวิธีนี้ ในกรณีนี้ ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นกับตำแหน่งของกระปุกเกียร์ นั่นคือเหตุผลที่เครื่องยนต์ดังกล่าวให้ผลผลิตในความชุกของ V6 หลังสามารถวางได้ทั้งตามยาวและตามขวาง

แอปพลิเคชัน

โครงการที่กำลังพิจารณามักใช้กับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่จะติดตั้งในรถแบบสปอร์ตและพรีเมียมในรถยนต์ เช่นเดียวกับรถ SUV ขนาดใหญ่ รถบรรทุก รถบัส และรถแทรกเตอร์

คุณสมบัติ

V8 พารามิเตอร์หลัก ได้แก่ ระดับเสียง กำลัง มุมแคมเบอร์ ความสงบ

ปริมาณ

พารามิเตอร์นี้เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในใดๆ ในช่วงเริ่มต้นของประวัติศาสตร์เครื่องยนต์สันดาปภายใน ไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างขนาดเครื่องยนต์กับจำนวนกระบอกสูบ และปริมาณเฉลี่ยก็สูงกว่าตอนนี้มาก ดังนั้น จึงรู้จักเครื่องยนต์สูบเดียว 10 ลิตรและเครื่องยนต์หกสูบ 23 ลิตร

อย่างไรก็ตาม ภายหลังกฎปริมาตรกระบอกสูบที่กล่าวถึงข้างต้นและความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและกำลังได้รับการแนะนำ

ตามที่กล่าวไว้ เลย์เอาต์ที่เป็นปัญหาส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหน่วยกำลังหลายลิตร ดังนั้นปริมาตรของเครื่องยนต์ V8 มักจะอย่างน้อย 4 ลิตร ค่าสูงสุดของพารามิเตอร์นี้สำหรับเครื่องยนต์ที่ทันสมัยของรถยนต์และ SUV ถึง 8.5 ลิตร รถบรรทุก รถแทรกเตอร์ และรถโดยสารมีหน่วยกำลังขนาดใหญ่กว่า (สูงสุด 24 ลิตร)

กำลัง

คุณลักษณะของเครื่องยนต์ V8 นี้สามารถกำหนดได้ตามกำลังลิตรที่เฉพาะเจาะจง สำหรับเครื่องยนต์เบนซินในบรรยากาศนั้นมีกำลัง 100 แรงม้า ดังนั้นมอเตอร์ขนาด 4 ลิตรจึงมีกำลังของเฉลี่ย 400 แรงม้า ดังนั้น ตัวเลือกระดับเสียงที่สูงขึ้นจึงมีประสิทธิภาพมากกว่า ในกรณีของระบบบางระบบ โดยเฉพาะซุปเปอร์ชาร์จ ความจุลิตรจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

มุมแคมเบอร์

พารามิเตอร์นี้เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์วีเท่านั้น เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นมุมระหว่างแถวของกระบอกสูบ สำหรับระบบส่งกำลังส่วนใหญ่ มันคือ 90 ° การจัดเรียงกระบอกสูบนี้เป็นเรื่องปกติเพราะมีระดับการสั่นสะเทือนต่ำและการจุดระเบิดของส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด และสร้างเครื่องยนต์ที่ต่ำและกว้าง หลังมีผลดีต่อการจัดการ เนื่องจากหน่วยกำลังดังกล่าวช่วยลดจุดศูนย์ถ่วง

มอเตอร์ที่มีมุมแคมเบอร์ 60º นั้นพบได้น้อยมาก เครื่องยนต์น้อยลงอย่างเห็นได้ชัดด้วยมุมที่น้อยที่สุด ซึ่งทำให้ความกว้างของเครื่องยนต์ลดลง อย่างไรก็ตาม การลดการสั่นสะเทือนของตัวเลือกดังกล่าวทำได้ยาก

มีเครื่องยนต์ที่มีมุมแคมเบอร์เลี้ยว (180º) นั่นคือกระบอกสูบอยู่ในระนาบแนวนอนและลูกสูบเคลื่อนที่เข้าหากัน อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ดังกล่าวไม่ได้เรียกว่ารูปตัววี แต่เป็นนักมวยและเขียนแทนด้วยตัวอักษร B พวกมันให้จุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำมาก อันเป็นผลมาจากการติดตั้งเครื่องยนต์ดังกล่าวในรุ่นสปอร์ตเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม มันกว้าง บ็อกเซอร์จึงหายากเนื่องจากวางยาก

สั่น

ปรากฎการณ์เหล่านี้ในทุกกรณีระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบ อย่างไรก็ตาม ดีไซเนอร์พยายามที่จะย่อขนาดให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากพวกเขาไม่เพียงเท่านั้นส่งผลกระทบต่อความสะดวกสบาย แต่ในระดับที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ความเสียหายและการทำลายของเครื่องยนต์

ระหว่างการทำงาน แรงหลายทิศทางและโมเมนต์กระทำการ เพื่อลดการสั่นสะท้าน จำเป็นต้องปรับสมดุล ทางออกหนึ่งสำหรับเรื่องนี้คือการออกแบบมอเตอร์ให้โมเมนต์และแรงเท่ากันและตรงกันข้าม ในทางกลับกันการปรับเปลี่ยนเฉพาะเพลาข้อเหวี่ยงก็เพียงพอแล้ว ดังนั้น คุณสามารถเปลี่ยนตำแหน่งของคอเสื้อและติดตั้งตุ้มน้ำหนักบนมัน หรือใช้ก้านบาลานซ์แบบหมุนสวนทางได้

ทรงตัว

ก่อนอื่น ควรสังเกตว่าในบรรดาเครื่องยนต์ทั่วไป มีเพียงสองประเภทเท่านั้นที่มีความสมดุล - แบบอินไลน์และแบบบ็อกเซอร์ และแบบหกสูบ มอเตอร์ของเลย์เอาต์อื่นแตกต่างกันในตัวบ่งชี้นี้

สำหรับ V8 นั้นค่อนข้างสมดุล โดยเฉพาะแคมเบอร์มุมขวาที่มีขาจานตั้งฉาก นอกจากนี้ยังให้ความนุ่มนวลเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดการสลับของแสงแฟลชที่สม่ำเสมอ เครื่องยนต์ดังกล่าวมีโมเมนต์ที่ไม่สมดุลเพียงสองช่วงที่แก้มของกระบอกสูบด้านนอก ซึ่งสามารถชดเชยได้อย่างเต็มที่ด้วยน้ำหนักถ่วงสองตัวบนเพลาข้อเหวี่ยง

ผลประโยชน์

เครื่องยนต์วีแตกต่างจากเครื่องยนต์อินไลน์ในแรงบิดที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยโครงร่างของเครื่องยนต์ V8 ต่างจากมอเตอร์อินไลน์ตรงที่ทิศทางของแรงตั้งฉากโดยตรง ในเครื่องยนต์ที่กำลังพิจารณา พวกมันทำหน้าที่บนเพลาจากสองด้านในแนวสัมผัสสิ่งนี้ทำให้เกิดแรงเฉื่อยมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ให้การเร่งความเร็วไดนามิกของเพลา

นอกจากนี้ เพลาข้อเหวี่ยง V8 มีความแข็งแกร่งสูง นั่นคือองค์ประกอบนี้แข็งแกร่งขึ้นจึงทนทานและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อทำงานในสภาวะที่ จำกัด นอกจากนี้ยังขยายช่วงความถี่ในการทำงานของเครื่องยนต์และช่วยให้รอบเร็วขึ้น

สุดท้าย เครื่องยนต์วีมีขนาดกะทัดรัดกว่าเครื่องยนต์อินไลน์ และไม่เพียงสั้นเท่านั้น แต่ยังต่ำกว่าอีกด้วย ดังที่เห็นได้จากภาพถ่ายของเครื่องยนต์ V8

ข้อบกพร่อง

มอเตอร์ของเลย์เอาต์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นโดดเด่นด้วยการออกแบบที่ซับซ้อนซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง นอกจากนี้ด้วยความยาวและความสูงที่ค่อนข้างเล็กจึงกว้าง นอกจากนี้น้ำหนักของเครื่องยนต์ V8 มีขนาดใหญ่ (จาก 150 ถึง 200 กก.) ซึ่งทำให้เกิดปัญหากับการกระจายน้ำหนัก ดังนั้นจึงไม่ได้ติดตั้งไว้ในรถยนต์ขนาดเล็ก นอกจากนี้ มอเตอร์ดังกล่าวมีระดับการสั่นสะเทือนที่สำคัญและยากต่อการทรงตัว สุดท้าย การดำเนินการเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายสูง ประการแรก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเครื่องยนต์ V8 นั้นซับซ้อนมาก นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดจำนวนมาก ดังนั้นการซ่อมเครื่องยนต์ V8 จึงเป็นเรื่องยากและมีราคาแพง ประการที่สอง เครื่องยนต์ดังกล่าวมีลักษณะการใช้เชื้อเพลิงสูง

การพัฒนาสมัยใหม่

ในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในทั้งหมด มีแนวโน้มในการเพิ่มประสิทธิภาพและความประหยัดเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งทำได้โดยการลดปริมาตรและการใช้ระบบต่างๆ เช่น การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง เทอร์โบชาร์จ วาล์วแปรผัน เป็นต้น ซึ่งส่งผลให้ความจริงที่ว่าเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ รวมทั้ง V8 กำลังค่อยๆ สูญเสียความนิยม เครื่องยนต์หลายลิตรกำลังถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จที่เล็กกว่า สิ่งนี้ส่งผลกระทบโดยเฉพาะกับรุ่น V12 และ V10 ซึ่งถูกแทนที่ด้วย V8 แบบซุปเปอร์ชาร์จ และรุ่นหลังด้วย V6 นั่นคือปริมาณเครื่องยนต์โดยเฉลี่ยลดลง ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มประสิทธิภาพซึ่งวัดจากกำลังเป็นลิตรอย่างไรก็ตาม รถสปอร์ตและรถหรูยังคงใช้หน่วยกำลังหลายลิตรอันทรงพลัง นอกจากนี้ ผลผลิตของพวกเขายังเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับในอดีตด้วยการใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย

อนาคต

แม้จะเปลี่ยนเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นเครื่องยนต์ไฟฟ้าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอื่นๆ แต่ก็ยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวเลือกรูปตัว V ถือว่ามีแนวโน้มมาก จนถึงปัจจุบัน นักออกแบบได้พัฒนาวิธีการขจัดข้อบกพร่องของตน นอกจากนี้ ในความเห็นของพวกเขา ศักยภาพของหน่วยพลังงานดังกล่าวยังไม่ถูกเปิดเผยอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงง่ายต่อการอัพเกรด