Почему двигатели V4 так редко используются в автомобилях?

► В чем их преимущества?

► А какие минусы?

Но в то время как V6, рядные четырехцилиндровые и трехцилиндровые двигатели массово появлялись на рынке, крупные производители всегда игнорировали один двигатель меньшего размера, за исключением одного из величайших современных гоночных автомобилей на выносливость.

V4 — невероятно редкая конфигурация в мире автомобилей, несмотря на то, что она широко используется в мотоциклах. Так почему же только такие компании, как Lancia, Saab и Ford, когда-либо серьезно задумывались об этой V-образной конфигурации в своих дорожных автомобилях в прошлом?

Баланс двигателя

V4 могут быть маленькими двигателями, в зависимости от конфигурации, которую вы выберете. Поговорив с Нилом Джани о том, как он тестировал первые прототипы Porsche 919 для разработки, он сказал, что 500-сильный V4 создавал такую ​​​​сильную вибрацию, что за рулем стало трудно видеть и дышать, что часто вызывало у него неконтролируемый кашель при вождении. не то, что вы хотите в гоночной машине на выносливость.

Porsche решил проблему, просто изменив порядок зажигания, но двигатели V4 не являются наиболее сбалансированными двигателями, а 90-градусный V-образный развал является лучшим способом достичь первичной балансировки и избежать необходимости использовать балансировочный вал, чтобы остановить тряску двигателя. себя вдребезги.

Два из всего

Наиболее очевидным недостатком этой миниатюрной V-образной компоновки является ненужная сложность по сравнению с рядной четверкой. Выбирая V4, вы в конечном итоге удваиваете количество компонентов под капотом — головки цилиндров, кулачковый механизм, выпускные коллекторы; все это становится излишне запутанным и дорогим в разработке.

Нахальный способ решить проблему с головкой блока цилиндров — использовать V-образную конфигурацию с узким углом — стратегию, используемую Lancia и Volkswagen. Вы по-прежнему получаете два выпускных коллектора, но только два распределительных вала, поэтому наличие свечей зажигания по обеим сторонам одной головки цилиндров делает V4 (или VR4) гораздо более жизнеспособным.

Они могут занимать много места

У V-образных двигателей есть талант занимать место в моторном отсеке, благодаря чему рядный двигатель с продольной установкой кажется невероятно просторным и легким в работе. Если вы выберете хорошо сбалансированный двигатель V4 с V-образным развалом 90º, он может очень быстро занять место под капотом, в отличие от тонкой компактной рядной четверки.

Инженеры Porsche LMP1 скажут вам, что они пошли на полную настройку 90º (вместо варианта 60º), чтобы заполнить пространство между рядами цилиндров с гудящим отличным турбо и гибридной системой, чтобы сформировать что-то похожее на «горячий V-образный двигатель». Макеты, используемые Mercedes и BMW. Но такой двигатель вытянется под капотом дорожного автомобиля, оставив инженерам сложную работу по упаковке.

В чем тогда преимущества V4?

Наряду с достижением основного баланса при установке на 90º V4 может создавать больше мощности, чем рядная четверка. Это связано с тем, что коленчатый вал короче, чем обычно, что делает его прочнее и менее восприимчивым к скручиванию под действием крутящего момента, а это означает, что вы можете увеличить обороты и, в свою очередь, выходную мощность.

Картер также лучше подходит для управления потоком воздуха внутри него по сравнению с рядной четверкой, а это означает, что насосные потери сведены к минимуму, а максимальное количество энергии может быть передано от сгорания к колесам.

Увидим ли мы когда-нибудь снова дорожный автомобиль с двигателем V4?

Вы могли бы подумать, что тройной успех Porsche в Ле-Мане с его 2,0-литровым турбодвигателем V4 породил пару проектов по созданию дорожных автомобилей, но, к сожалению, из всего этого ничего не вышло, кроме мертворожденного концепт-кара и технологии, необходимой для создать концептуальный двигатель для старых правил F1 2021 года (который где-то лежит на полке в Германии).

Небольшие рядные двигатели прочно вошли в образ мышления автомобильной промышленности как дешевый и простой способ приведения автомобиля в действие; 500 куб. см на цилиндр в наши дни — магическое число, отсюда и огромное количество 1,5-литровых трехцилиндровых двигателей и 2,0-литровых четырехцилиндровых двигателей. Таким образом, шансы производителя, решившего заменить цилиндры на V-образный, или даже украсть мотоциклетный V4 для чего-то сверхлегкого, кажутся очень малыми.

Посмотрим правде в глаза, если бы такие автомобили, как Lancia Fulvia или Saab Sonnet, когда-либо были возвращены из мертвых, они почти наверняка были бы электромобилями. Так что нам, вероятно, просто нужно надеяться, что гарцующий пони из Штутгарта вспомнит, насколько особенным был 919, и сделает его жизнеспособным в качестве трансмиссии для дороги. Porsche потерпел крах в своем последнем набеге на четырехцилиндровые двигатели, но миниатюрный V-образный двигатель мог бы быть гораздо более привлекательным предложением.