موتور v
مقدمه :
موتور V نوعی پیکربندی متداول برای موتورهای احتراق داخلی می باشد. که در آن پیستونها طوری قرار گرفته اند که وضعیت ظاهری هنگامی که از امتداد میل لنگ آنها را نگاه می کنیم شکل حرف V را تداعی می کنند. پیکربندی V، طول و همینطور وزن کلی موتور را در مقایسه با موتورهای خطی کاهش میدهد.
در سال 1896 کارل بنز موتور ابداعی خود را که شامل پیستونهای افقی که در جهت مخالف هم قرار گرفته بودند به ثبت رساند. معمولا هر زوج از پیستونهای مشابه از یک محور لنگ روی میل لنگ استفاده می کنند. یا با استفاده از دو میله ی اصلی/فرعی یا با استفاده از دو میله ی متداول در کنار هم. بعضی کمپانیها از این مسئله به عنوان یکی از ویژگیهای موتورهای V یاد می کنند. و برای مثال موتورهای تخت را به دودسته تقسیم می کنند. موتورهای باکسری که از یک محور لنگ روی میل لنگ استفاده نمی کنند و موتورهایی که از این روش استفاده میکنند. از طرف دیگر بعضی از طراحیهای موتورهای خورجینی زوج دارای دو محور لنگ هستند. به هر حال در المان به این نوع موتورها باکسر می گویند.
موتورهای V با زاویه ی سیلندر های متفاوتی وجود دارد که در موتورهای متفاوتی از انها استفاده می شود. که البته بستگی به تعداد سیلندر موتور نیز دارد که باعث می شود بهترین زاویه ی مورد استفاده بر حسب تعداد سیلندر متفاوت باشد. زاویه ی خیلی بسته در موتورهای V باعث می شود که بعضی از مزایای موتورهای خطی نیز در این موتورها وجود داشته باشد.( به طور ابتدایی در حالت تراکم) همانطور که این سیستم معایبی نیز به همراه دارد. این سیستم یک ایده ی قدیمی متعلق به کمپانی لانچیا می باشد. که اخیرا توسط فولکس واگن دوباره روی ان کار شد.
بعضی از پیکربندیهای موتورهای V به خوبی بالانس شده و کارکرد نرمی دارند. درصورتیکه بعضی مدلها نیز ارامش کمتری در کارکرد خود در مقایسه با موتورهای مشابه خود در سیستم خطی دارند. با یک زاویه ی بین سیلندر مناسب، موتورهای V16 بهترین احتراق و بالاترین بالانس را ایجاد می کنند. موتورهای V8 خورجینی نیز می توانند با استفاده از یک وزنه ی تعادل که به انتهای میل لنگ وصل میشوند بالانس لازم را تامین نمایند. روشی که در موتورهای 6 سیلندر خطی نیز از ان استفاده می شود. انجینهای V12 نیز در واقع دو موتور 6 سیلندر خطی هستند که به یکدیگر متصل شده اند. این موتورها بدون توجه به زاویه ی بین سیلندرهایشان همواره بهترین احتراق و بالانس را دارند. مدلهای دیگر خورجینی مانند V2 ،V4 ، V6،V8 تخت و موتورهای V10 لرزش بیشتری از خود نشان می دهند و برای بالانس احتیاج به میله ی تعادل دارند.
بعضی از موتورهای V به شکل معکوس ساخته می شوند. که بیشتر در صنایع هوایی کاربرد دارند. مزایای انها شامل میدان دید بیشتر در مدلهای تک موتوره و مرکز ثقل پایین تر می باشد. برای مثال می توان از موتورهایی که در زمان جنگ جهانی دوم توسط دایملر بنز تولید می شد نام برد.
موتورهای V را معمولا بر حسب تعداد سیلندر هایشان طبقه بندی می کنند که شامل نمونه های زیر می شوند:
o V-Twin
o V4
o V5
o V6
o V8
o V10
o V12
o V16
o V18
o V20
o V24
موتور V6
موتور V6 یک موتور خورجینی می باشد که دارای 6 سیلندر می باشد. این موتور بعد از موتور 4 سیلندر خطی متداولترین سیستم مولد قدرت در اتومبیلهای امروزی می باشد. موتور V6 بسیار مناسب خودروهای دیفرانسیل جلو می باشد و همانطور که وزن خودروها افزایش می یابد محبوبیت این سیستم نیز بالا می رود.
نخستین موتور V6 در سال 1950 توسط لانچیا و بر روی مدل Aurelia معرفی شد. تولیدکنندگان دیگر نیز بلافاصله دست به کار شدند و به زودی انواع مختلف خودروهای مجهز به موتور V6 در بازار موجود بود. در سال 1962 بیوک مدل اسپشیال مجهز به انجین V6 را به دنیای اتومبیل معرفی کرد. اگرچه این مدل یک مدل نمایشی بسیار جذاب نبود ولی باید ان را نخستین خودروی تولید انبوه با موتور 6 سیلندر خورجینی دانست. در سال 1983 نیسان نخستین خودروی تولیدی ژاپن با موتور V6 را با معرفی سری VG به بازار عرضه کرد.
موتورهای V6 معمولا با حجمهای 2.5 تا 4 لیتر تولید می شوند. اگرچه نمونه هایی با حجمهای بیشتر و کمتر نیز وجود دارد.
زاویه ی بین سیلندرها در موتورهای V6
یک موتور V6 یک سیستم کاملا بالانس شده نیست و از بعضی روشهای ایجاد بالانس برای کارکرد نرم موتور استفاده می کند. بهترین زاویه برای به دست اوردن کمترین لرزش 60 درجه می باشد که البته بسیار متداول نیز می باشد. بیشترین استفاده از موتورهای V6 60 درجه مدلهای تولیدی توسط زیرمجموعه ی اروپایی کمپانی فورد می باشد. از این گونه موتورها می توان Es*** V6، Cologne V6، و اخیرا مدل Duratec V6 را نام برد. الفا رومئو های V6 نیز بسیار متداول هستند.
انجینهای با زاویه ی 90 درجه نیز تولید می شوند. که مزیت انها اغلب استفاده از خط تولید موتورهای V8(با زاویه ی 90) می باشد که باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. از این طراحی نخستین بار در خودروهای بیوک (بیوایک) استفاده شد انجین 198 اینچی فایربال که موتور استاندارد بیوک اسپشیال مدل 1962 بود. از دیگر نمونه ها می توان مزراتی V6 نام برد. همینطور سیتروئن SM ، موتورهای PRV ، انجینهای 4.3 لیتری ورتک 4300 ساخت شورلت و موتور 3.9 لیتری مگنوم کرایسلر.
موتورهای V6 با زاویه سیلندر بسیار کم دارای ابعاد جمع و جوری هستند ولی مشکل لرزش بیش از حد را به همراه دارند. اخیرا کمپانی فولکس واگن چنین موتوری را طراحی کرده است که انجینهای VR6 نامگذاری شده اند. در این موتور هر دو کپه ی سیلندر از یک سر سیلندر استفاده می کنند و کپه ها به شدت نزدیک به هم هستند.
دیگر زوایای قابل ذکر کپه های سیلندر در این موتورها عبارتند از:
o موتورهای VR6 با زوایای 10.6 و 15 درجه که این موتورها بسیاری از ویژگی های موتورهای خطی را به ارث برده اند همچون ترتیب احتراق در سیلندرها و استفاده از یک سرسیلندر.
o موتور V6 GM/OPEL با زاویه ی 54 درجه که در طراحی ان سعی شده تا سیلندرها نزدیکتر به هم باشند تا در خودروهای کوچک دیفرانسیل جلو قابل استفاده باشند.
o موتور فراری دینو با زاویه ی سلندر 65 درجه. این موتور به طور استاندارد به وسیله ی کاربراتور تغذیه می شود. زاویه ی 60 درجه باعث محدودیت در سایز کابراتور های مورد استفاده می شود. در حالیکه زاویه 65 درجه اجازه ی سوار کردن کاربراتوهای بزرگتر را می دهد. هرچند این کار باعث افزایش لرزش موتور به میزان بسیار کمی می شود.
o انجینهای V220/V300T با زاویه سیلندر 120 درجه که توسط کمپانی Bombardier تولید می شود و در هواپیماهای کوچک کاربرد دارند. این مدل باعث کوتاهتر شدن طول میل لنگ شده و باعث کوچک شدن ابعاد موتور می شود. البته این مدل اجازه ی استفاده از ترتیب احتراقی که با این طراحی هماهنگ باشد را می دهد.
احتراق سیلندرهای فرد و زوج
بسیاری از موتورهای V6 بر اساس مدلهای V8 طراحی شده اند. یکی از مشخصات این مدل که البته باعث بدنامی انها نیز شده است احتراق سیلندر فرد می باشد. یکی از اهداف ساخت موتورهای V6 استفاده از یک محور لنگ برای هر سیلندر می باشد که باعث ایجاد یک الگوی مناسب جرقه برای زاویه ی 120 درجه می باشد. در مقابل، اکثر موتورهای V8 از یک محور لنگ برای سیلندرهای روبروی هم استفاده می کنند.
موتورهای 6 سیلندر خورجینی که در واقع تبدیل شده نمونه های 8 سیلندر هستند اغلب دارای 3 محور لنگ مشترک هستند در زاویه 120 درجه از همدیگر تنظیم شده اند مشابه موتورهای 3 سیلندر خطی با 2 پیستون به ازای هر محور لنگ می باشد. اگر کپه های سیلندر با زاویه 90 درجه تنظیم شده باشند (که این سیستم در موتورهای 6 سیلندر خورجینی که از موتورهای 8 سیلندر مشتق شده اند متداول می باشد) که این سیستم به سمت یک الگوی احتراق با گروه سیلندرهای 2 تایی که با زاویه 90 درجه از چرخش یا گروه سیلندرهای با زاویه 150 درجه از چرخش هدایت می شود.
برای مثال می توان به انجین 231 odd-fire اشاره کرد که از الگوی احتراق 1-6-5-4-3-2 استفاده می کند. به ازای هر 720 درجه چرخش میل لنگ احتراق در سیلندرها اتفاق می افتد که مراحل چرخه موتور نیز به ازای هر 30 درجه چرخش اتفاق می افتد.
زاویه 0 90 180 270 360 450 540 630
احتراق فرد 1 6 5 4 3 2
احتراق زوج 1 6 5 4 3 2
کمپانی نیسان از الگوی احتراق 1-2-3-4-5-6 در بعضی از موتورهای 6 سیلندر خورجینی خود استفاده می کند.
در سال 1977 کمپانی جنرال موتورز یک محصول بی نظیر به نام "میل لنگ با پین جدا" در موتور 3800 خود معرفی کرد. که از یک محور لنگ 2 تکه که با 30 درجه چرخش متعادل شده باعث کارکرد نرم موتور در احتراق زوج می شد، استفاده می کرد. یک محور لنگ 2 تکه ضعیف تر از نوع ساده آن است اما با استفاده از مواد جدید و روش های تولید جدید یک میل لنگ با مقاومت کافی را می توان تولید کرد. در سال 1986 یک مدل مشابه طراحی شد؛ انجین های PRV که قابلیت استفاده از میل لنگ های 30 درجه متعادل شده را برای احتراق زوج داشت.
کاربرد در مسابقات
نخستین موتور 6 سیلندری که در مسابقات به کار رفت در اتومبیل فراری دینو استفاده شد. آلفردو فراری ( ملقب به دینو) تنها پسر قانونی انزو، به او پیشنهاد ایجاد یک موتور 1.5 لیتری 6 سیلندر 2 میل سوپاپ رو ، برای مسابقات فرمول دو در پایان سال 1955 را داد. پس از مدت کوتاهی، آلفردو دچار بیماری ضعف عضلانی شد. هنگامی که در بیمارستان بود در مورد جزییات فنی با مهندس ویتوریا یانو بحث کرد. دینو هیچ گاه موتور را ندید. او در 30 ژوئن 1956 در سن 24 سالگی فوت کرد. موتور 6 سیلندر دینو مراحل تکامل مختلفی را گذراند و ( همچنبن با افزایش حجم آن) و موفق شد در مسابقات فرمول یک شرکت کند. تا ورود خودروهای معروف به wing cars ، موتورهای با زائیه 120 درجه بین کپه ها برای طراحان موتورهای مسابقه ای بسیار جذاب بود چرا که به آنان اجازه می داد مرکز ثقل پایین تری داشته باشند. این سیستم از موتورهای 6 سیلندر خطی به عنوان سیستم بهتری شناخته می شد چرا که در موتورهای خطی فضای بیشتری نیز برای عبور لوله های اگزوز مورد نیاز بود؛ بدین سان میل لنگ می توانست در قسمت پایین تری از خودرو قرار گیرد. نمونه تکامل یافته تری از فراری دینو که برای مسابقات فرمول یک 1.5 لیتری ساخته شده بود از این پیکربندی استفاده می کرد.
این موتور در سال 1966 بار دیگر دچار بازنگری شد چرا که برای استفاده در جاده و با شراکت کمپانی های فراری و فیات تولید می شد. که از ان در خودروهای فیات دینو و دینوی 206 GT استفاده می شد.( این خودرو توسط فراری تولید می شد ولی با برند تجاری فیات به فروش می رسید.) مدل جدید توسط ارلیو لمپاردی از نو طراحی شد به صورت یک انجین V6 2 لیتری با زاویه ی 65 درجه با یک بلوک الومینیمی. ولی این موتور در سال 1969 جای خود را به یک نمونه ی 2.4 لیتری از الیاژ اهن و کربن بیش از دو درصد داد.( نام خودروی دینو ا به 246GT تغییر یافت.)
فیات دینو و دینو 246GT در سال 1974 از خط تولید خارج شدند. اما 500 دستگاه از موتورها در جریان اخرین تولیدها به کمپانی لانچیا تحویل داده شدند. که هم اکنون همانند کمپانی فراری از زیرمجموعه های فیات محسوب می شود.
از دیگر طراحی های قابل توجه موتورهای V6 می توان به رنو گوردینی CH1 V6 اشاره کرد که به وسیله ی فرانسیس کاستین و ژان پیر بودی طراحی شد و در سال 1973 در خودروی رنو الپاین A440 معرفی شد. موتور CH1 با زاویه ی 90 درجه و از الیاژ چدن تولید می شد.
با وجود همه ی ملاحظات این موتور موفق شد در مسابقات قهرمانی اروپا درکلاس 2 لیتری 1974 پیروز شود. همینطور در چندین مسابقه ی فرمول 2 در اروپا. به علاوه این موتور در یک نسخه ی توربوچارج شده نیز تولید شد که در نهایت موفق شد قهرمانی در مسابقات 24 ساعته ی لمان را در سال 1978 با یک رنو الپاین A442 به دست اورد.
حجم موتور این مدل برای نیروبخشی خودروی فرمولا وان رنو RS01 به 1.5 لیتر کاهش پیدا کرد. هرچند این کاهش حجم تاثیرات بدی روی نام نیک این مدل می گذاشت با این حال رنو در سال 1979 موفق شد نتایج خوبی را کسب کند.
فراری از الگوی رنو در استفاده از موتور توربو پیروی کرد و نمونه ی توربوچارج شده ی دینو را حجم 1.5 لیتر و زاویه ی 120 درجه تولید و بر روی مدل 126 از ان استفاده کرد.
هر دو کمپانی فرای و رنو در پیروزی با مدلهای توربوچارج خود نا موفق بودند. در واقع نخستین موتور توربویی که در مسابقات به پیروزی رسید مدل 4 سیلندر خطی ساخت BMW بود.
انها از الگوی جدید ساخت موتورهای فورمولاوان که موفق ترین نمونه ی انها در سیستم V6 بود پیروی کردند(که توسط پورشه ابداع شده بود و هوندا V6 ) این نسل جدید از موتورها که با زاویه ی فرد موتور توصیف شده بود(حدود 80 درجه). این را می توان نتیجه ی پیشرفت سریع در زمینه ی تکنولوژی دانست.
موتور V8
سیستم V8 یک پیکربندی بسیار متداول برای استفاده در خودروهای بزرگ می باشد. موتورهای V8
اغلب در حجم های بیش از 4 لیتر و معمولا تا 8.5 لیتر هستند.
موتور V8 استفاده ی زیادی در ساخت خودروهای اسپرت دارد. مخصوصا در ایالات متحده که از انها در مسابقات اتومبیلرانی همچون IRL ، Champ Car و NASCAR استفاده می شود. همینطور در خودروهای فورمولا وان نیز از سال 2006 از موتورهای V8 با تنفس عادی و با حجم 2.4 لیتر استفاده می شود. که جایگزین موتورهای 3 لیتری ده سیلندر قبلی شده اند.
متداولترین زاویه ی مورد استفاده در موتورهای V8 90 درجه می باشد. اما گاهی اوقات از میل های تعادل یا میل لنگهای پیچیده ای در انها برای هماهنگ کردن چرخه ی احتراق استفاده می شود.
اگرچه بعضی از موتورهای V8 از زاویه ی سیلندرهای متفاوتی استفاده میکنند. یک مثال قابل توجه در این زمینه می توان ازموتور فورد/یاماها تاروس نام برد که در فورد تاروس SHO از ان استفاده شده است. این موتور بر اساس موتور V6 دوراتک فورد پایه گذاری شده است و از زاویه سیلندر 60 درجه استفاده می کند. ورژن دیگری از این موتور در خودروهای ولووی 2005 به کار رفته است.
سطح- متقاطع و سطح- صاف
دو نوع موتور V8 وجود دارد که تفاوت انها در نوع میل لنگی است که در انها به کار رفته است.
موتور سطح- متقاطع سیستم متداول موتورهای V8 می باشد که از انها در خودروهای جاده ای امریکایی استفاده می شود. که در ان هر کدام از چهار محور لنگ با یک زاویه ی 90 درجه نسبت به قبلی قرار گرفته است. بنابرین اگر از انتهای میل لنگ به ان نگاه کنیم شکل یک صلیب را تداعی می کند. این سیستم بالانس بسیار مناسبی دارد منتهی احتیاج به یک وزنه ی تعادل سنگین در میل لنگ دارد. این باعث می شود که موتور سطح- متقاطع یک موتور دور ارام باشد که نتوان با ان به سرعت دور گرفت یا به سرعت دور موتور را پایین اورد (در مقایسه با سایر سیستمها). به خاطر چرخش سنگین وقتی که الگوی احتراق موتور سطح- متقاطع به طور منظم است، احتراق هر کپه سیلندر به صورت LRLLRLRR نیست. که این سیستم برای طراحی یک سیستم اگزوز مطلوب ما را به سوی نصب لوله های اگزوز بین دو کپه سیلندر هدایت می کند.
این سیستم پیچیده و دست پا گیر اگزوز همواره یک مشکل بزرگ برای طراحان اتومبیلهای تک سرنشین مسابقه ای بوده است.
سیستم سطح- صاف دارای محورلنگهایی با زاویه ی 180 درجه می باشد. این سیستم به صورت ناقص بالانس شده است و در نتیجه تولید لرزش می کند مگر اینکه از میله های تعادل استفاده شود. این سیستم به وزنه های تعادل احتیاجی ندارد در نتیجه میل لنگ وزن و اینرسی کمتری دارد. که اجازه ی دستیابی به دور موتور و سرعت بالاتری را می دهد. این طراحی با استفاده در موتور 1.5 لیتری V8 در کاونتری کلیماکس مشهور شد که این موتور در واقع از موتور سطح- متقاطع به سیستم سطح- صاف تبدیل شده بود. از این موتورها ابتدا در خودروهایی نظیر فراری ( با مدل دینو)، لوتوس(اسپیریت V8) و TVR استفاده شد. این طراحی در موتورهای مسابقه ای بسیار متداول می باشد.
در سال 1992 کمپانی ائودی مسابقات DTM المان را پس از یک مجادله در مورد میل لنگ طراحی شده شان برای موتور V8 ائودی ترک کرد. بعد از سالها استفاده از میل لنگهای سطح- متقاطع 90 درجه، انها از یک میل لنگ سطح- صاف استفاده کردند که مسئولان برگزاری مسابقات ان را خارج از محدوده ی قوانین دانستند.
طراحی سطح- متقاطع هیچگاه کار ساده ای برای طراحان نبوده است. به دلیل اینکه بسیاری موتورهای V8 اولیه همچون De Dion Bouton،Peerless و کادیلاک دارای سیستم سطح- صاف بوده اند. در سال 1915 طراحی سطح- متقاطع در یک کنفرانس مهندسی اتومبیل در ایالات متحده پیشنهاد شد. اما هشت سال طول کشید تا این مدل به تولید برسد. کمپانیهای کادیلاک و Peerless (کمپانیی که یک مهندس کادیلاک را استخدام کرد.) یک امتیازنامه ی طراحی میل لنگ سطح- متقاطع به طور همزمان را اجرا کردند و هردو موافقت کردند که این ایده را به اشتراک بگذارند. کادیلاک میل لنگ جدید خود را در سال 1023 معرفی کرد.
موتورهای V8 امریکایی
ایالات متحده می تواند خانه ی موتورهای V8 نامگذاری شود چرا که بیش از هرجای دیگر در دنیا در ان استفاده از موتور V8 متداول است. و مطمئنا این سیستم بیش از هر نوع دیگری برای موتورهای بزرگ ترجیح داده شده است. به جز استثناهایی مثل دوج وایپر و یا دوج رم و نیز وانتهای بزرگ فورد بعد از جنگ جهانی دوم هیچ نوع موتور بلوک بزرگ دیگری تولید نشده است که از نوع V8 نباشد.
یک دهه ی کامل بعد از تولید رولزرویس انگلیسی ، کادیلاک نخستین خودروی با موتور V8 امریکایی را تولید کرد، موتور L-Head 1914. یک موتور دست ساز پیچیده ی چدنی با سر سیلندرهای نزدیک به هم که به یک محل اتصال میل لنگ از جنس الومینیم متصل شده بود و از یک میل لنگ با طراحی سطح- صاف استفاده می کرد. Peerless در ادامه یک موتور V8 تحت لیسانس کمپانی amusement park معرفی کرد و در سال بعد تحت لیسانس کمپانی , Herschell-Spillman . کادیلاک و Peerless دوباره یک سال جدا از هم بودند.(1923 و 1924) به همراه معرفی میل لنگ سطح-متقاطع. کمپانی خودروهای مسابقه ای کانینگهام که توسط بریگز کانینگهام احداث شده بود و همچنین کمپانی لینکلن موتورهای V8 تولید می کردند.
فورد نخستین کمپانیی بود که که از موتورهای V8 به صورت گروهی استفاده کرد. فورد به جای اینکه همانند رقبایش هنگامیکه احتیاج به یک موتور بزرگتر از سیلندر خطی داشت به سراغ موتور های شش سیلندر خطی برود، یک موتور V8 مدرن طراحی کرد، موتور مشهور سر تخت 1932. این موتور تا سال 1953 قویترین موتور تولیدی فورد بود و تقریبا تا سال 1970 و در کمپانیهای زیرمجموعه ی فورد در سراسر جهان تولید می شد و اکثرا از ان در خودروهای تجاری استفاده می شد.
بعد از جنگ جهانی دوم، بزرگتر شدن اندازه ی خودروها نشان می داد که انجینهای 6 سیلندر خطی قدرت کافی برای استفاده در خودروهای جدید را ندارند. همانطوریکه استفاده از موتورهای 8 سیلندر خطی نیز به خاطر پایینتر اوردن ارتفاع کاپوت و نیز رعایت مسائل ائرودینامیکی ممکن نبود. جنرال موتورز در سال 1949 موتور V8 موفق فورد را معرفی انجین جدید V8 OHV خود پاسخ داد که از ان در خودروهای الدزمبیل راکت و کادیلاک OHV استفاده شده بود. این انجین نخستین انجین V8 OHV در دنیا بود. سال بعد کرایسلر موتور FirePower نیمکره ی خود را معرفی کرد. فروش موتورهای V8 فراتر از حد انتظار بود به همین خاطر کمپانیهای بیوایک و شورلت و پونتیاک نیز مدلهای V8 خود را در سال 1954 به بازار معرفی کردند.
تاریخچه ی کامل هریک از تولیدکنندگان موتور در این مقاله نمی گنجد، اما به طور خلاصه می توان گفت اندازه و حجم موتور خو.دروهای سایز بزرگ در سالهای 1950 و 1960 تا اواسط 1970 در حال افزایش بودند. افزایش اندازه ی خودروهای فول سایز به معنی افزایش محبوبیت مدلهای کوچک بود. به همین دلیل در سالهای 1960 کمپانیهای کرایسلر، فورد و شورلت هر کدام دو مدل V8 در این گروه تولید می کردند.
موتورهای بزرگتر که به نام انجینهای بلوک بزرگ V8 شناخته می شدند، در خودروهای فول سایز از انها استفاده می شد. موتورهای بلوک بزرگ معمولا حجمی بیش از شش لیتر (360 اینچ مکعب) داشتند. اما این افزایش حجم همواره مفید نبود. اوج این مسئله در اواسط دهه ی 1970 و در خودروی کادیلاک الدورادو با حجم موتور 8.2 لیتر (500 اینچ مکعب) مشاهده می شود. در دهه ی هفتاد و پس از مسائلی همچون بحران نفتی پیش امده و همچنین مقررات جدید در مورد الایندگی خودروها، موتورهای V8 بیش از این دوام نیاوردند. و نهایتا تا سال 1977 از انها در خودروهای لوکس استفاده می شد. در وانتها و سایر خودروهای بزرگ استفاده از این موتورها تا به امروز ادامه دارد، اگرچه بعضی از خودروسازان این موتورها را با مدلهای V10 بلوک کوچک جایگزین کردند.
از موتورهای کوچکتر که موتورهای V8 بلوک کوچک نامیده می شدند. در خودروهای اندازه متوسط استفاده می شد که معمولا حجمی بین 4.4 لیتر(270 اینچ مکعب) تا 6 لیتر(360 اینچ مکعب) داشتند. البته استثناهایی مثل فورد 6.7 لیتری(408 اینچ مکعب) نیز وجود داشت که این موتور به نام 400 کلیولند نامیده می شد. همانوطوریکه مشاهده می شود یک همپوشانیی بین موتورهای بلوک بزرگ و بلوک کوچک وجود داشت و یک موتور باحجمی بین 6 تا 6.6 لیتر می توانست جزو هر دو گروه قرار گیرد. موتورهایی از این دست امروزه هم مورد استفاده قرار می گیرند.
در دهه های 1950،1960و1970 هر زیر مجموعه ای از گروه جنرال موتورز موتورهای مخصوص به خود را داشتند که با هم تفاوت زیادی نیز داشتند. این به هر زیرمجموعه اجازه می داد که انجینهای منحصر به فرد خود را داشته باشند. اما بسیاری از انها کپی برداری نیز می کردند. برای مثال می توان از مدل بیوایک 215 و هم خانواده اش شورلت 350 نام برد که به طرز گیج کننده ای در بسیاری از قطعات مشترک بودند. فورد و کرایسلر نیز اشتراکات کمتری با همدیگر داشتند و مشترکات شناسایی شده به طراحی های مشترک محدود می شد. امروزه کمتر از یک دوجین موتور V8 امریکایی مختلف در حال تولید است.
اخیرا جنرال موتورز و کرایسلر موتورهای V8 با حجمی بیش از حجم موتورهای V8 بلوک کوچک در حال تولید طراحی کرده اند که در خودروهای پرقدرت از انها استفاده می شود. همانند کرایسلر6.1 لیتری(370 اینچ مکعب) و 6.4 لیتری(392 اینچ مکعب) و مدل LS7(7 لیتری معادل 427 اینچ مکعب) از سری موتورهای LS تولیدی جنرال موتورز.
سایر موتورهای V8 تولیدی در ایالات متحده:
• Ford
o 1932-1953 Flathead V8
o 1954-1962 Y-block V8
o 1958-1967 MEL V8
o 1962-1995 Windsor V8
o 1963-1976 FE V8
o 1968-1997 385 V8
o 1970-1982 335/Cleveland V8
o 1991-present Modular V8/Triton V8
o 1996-present Jaguar AJ-V8
o 1996-present Yamaha V8
o Cosworth DFV
• General Motors
o 1914-1992 Cadillac V8
o 1949-1990 Oldsmobile Rocket V8
o 1954-1970s Pontiac V8
o 1950s-1970s Buick V8
o 1954-1968 Chevrolet small-block V8
o 1969-1993 Chevrolet 350 small-block
o Chevrolet Big-Block engine
o 1992-present Northstar/Premium
o 1993-1997 Generation 2 small-block
o 1998-present Generation 3 small-block
o 2005-present Generation 4 small-block
o Duramax Diesel
• Chrysler
o A family
o FirePower
o B family
o RB family
o Original Hemi
o AMC V8
o LA Family
o PowerTech
موتورهای V8 انگلیسی
نخستین موتور V8 انگلیسی موتور 3.5 لیتری رولزرویس بود. که یک دهه کامل قبل از نخستین موتور V8 امریکایی تولید شد. متداولترین موتور V8 انگلیسی موتور V8 روور بود که در تعداد زیادی از خودروهای مسابقه ای انگلیسی به کار رفت. که این موتور در واقع یک کار طراحی انگلیسی نبود و از امریکا وارد شده بود و ریشه ی ان در واقع از کمپانی جنرال موتورز و انجین 2.5 لیتری الیاژ الومینیمی مورد استفاده در بیوایک و الدزمبیل در سال 1960 بود. این موتور در واقع نمونه ی کوچک ( برای بازار امریکا) انجین 3.5 لیتری (215 اینچ مکعب) بود. و برای اینکه یک موتور V8 باشد بسیار سبک وزن بود. از این موتور در تولید بعضی از محصولات بیوایک ، الدزمبیل و پونتیاک در سال 1961 استفاده شد ولی خیلی زود در حمایت از تولید انجینهای الیاژ اهن از خط تولید خارج شد.
استفاده از الومینیم باعث می شد که این موتور یکی از سبک وزن ترین موتورهای V8 موجود در بازار باشد به همین دلیل از ان در مسابقات اتومبیلرانی ایندیاناپولیس استفاده شد. کمپانی استرالیایی رپکو با کاهش حجم این موتور به 3 لیتر و نیز استفاده از یک میل سوپاپ برای هر کپه سیلندر ان را به یک انجین قابل استفاده در مسابقات فورمول یک تبدیل کرد. رپکو با تیم برابهام موفق شد دو بار در سالهای 1966و1967 در این مسابقات قهرمان شود.
کمپانی روور در اواسط دهه ی 1960 به یک موتور جدید و قدرتمندتر احتیاج داشت و از وجود چنین موتور کوچک و سبک وزنی اگاه شده بود. بعد از مدتی مذاکره انها موفق به تولید این موتور شدند. بعد از یک طراحی مجدد گسترده بر روی موتور، که باعث شد قطعات قابل تغییر اندکی از موتور اوریجینال بیوایک در ان باقی بماند، برای اولین بار از این موتور در محصولات لوکس روور در اواخر دهه ی 60 از ان استفاده شد.
همانطوریکه از این موتور به مقدار زیاد در محصولات روور استفاده شد به صورت گسترده ای به کارخانجات کوچک خودروسازی فروخته شد و در اواع مختلفی از اتومبیل از ان استفاده شد. از موتورهای V8 روور در اتومبیلهای مختلفی همچون مورگان،TVR،ترایمف، مارکوس و MG و خیلی های دیگر استفاده شد. لندروور نیز چندین بار از این موتور در محصولات خود استفاده کرد. همچون مدلهای مختلف رنجروور که شامل مدل های اولیه ی 3.5 لیتری تا مدلهای 4.6 لیتری که در خلال سالهای 1994 تا 2002 از انها استفاده شد، می شدند. موتور V8 روور همچنین موتور استاندارد خودروهای تقویت شده ی انگلیسی بود مشابه انجین 350 بلوک کوچک شورلت برای سازنده های امریکایی.
منبع:
http://iranmusclecars.com
مقدمه :
موتور V نوعی پیکربندی متداول برای موتورهای احتراق داخلی می باشد. که در آن پیستونها طوری قرار گرفته اند که وضعیت ظاهری هنگامی که از امتداد میل لنگ آنها را نگاه می کنیم شکل حرف V را تداعی می کنند. پیکربندی V، طول و همینطور وزن کلی موتور را در مقایسه با موتورهای خطی کاهش میدهد.
در سال 1896 کارل بنز موتور ابداعی خود را که شامل پیستونهای افقی که در جهت مخالف هم قرار گرفته بودند به ثبت رساند. معمولا هر زوج از پیستونهای مشابه از یک محور لنگ روی میل لنگ استفاده می کنند. یا با استفاده از دو میله ی اصلی/فرعی یا با استفاده از دو میله ی متداول در کنار هم. بعضی کمپانیها از این مسئله به عنوان یکی از ویژگیهای موتورهای V یاد می کنند. و برای مثال موتورهای تخت را به دودسته تقسیم می کنند. موتورهای باکسری که از یک محور لنگ روی میل لنگ استفاده نمی کنند و موتورهایی که از این روش استفاده میکنند. از طرف دیگر بعضی از طراحیهای موتورهای خورجینی زوج دارای دو محور لنگ هستند. به هر حال در المان به این نوع موتورها باکسر می گویند.
موتورهای V با زاویه ی سیلندر های متفاوتی وجود دارد که در موتورهای متفاوتی از انها استفاده می شود. که البته بستگی به تعداد سیلندر موتور نیز دارد که باعث می شود بهترین زاویه ی مورد استفاده بر حسب تعداد سیلندر متفاوت باشد. زاویه ی خیلی بسته در موتورهای V باعث می شود که بعضی از مزایای موتورهای خطی نیز در این موتورها وجود داشته باشد.( به طور ابتدایی در حالت تراکم) همانطور که این سیستم معایبی نیز به همراه دارد. این سیستم یک ایده ی قدیمی متعلق به کمپانی لانچیا می باشد. که اخیرا توسط فولکس واگن دوباره روی ان کار شد.
بعضی از پیکربندیهای موتورهای V به خوبی بالانس شده و کارکرد نرمی دارند. درصورتیکه بعضی مدلها نیز ارامش کمتری در کارکرد خود در مقایسه با موتورهای مشابه خود در سیستم خطی دارند. با یک زاویه ی بین سیلندر مناسب، موتورهای V16 بهترین احتراق و بالاترین بالانس را ایجاد می کنند. موتورهای V8 خورجینی نیز می توانند با استفاده از یک وزنه ی تعادل که به انتهای میل لنگ وصل میشوند بالانس لازم را تامین نمایند. روشی که در موتورهای 6 سیلندر خطی نیز از ان استفاده می شود. انجینهای V12 نیز در واقع دو موتور 6 سیلندر خطی هستند که به یکدیگر متصل شده اند. این موتورها بدون توجه به زاویه ی بین سیلندرهایشان همواره بهترین احتراق و بالانس را دارند. مدلهای دیگر خورجینی مانند V2 ،V4 ، V6،V8 تخت و موتورهای V10 لرزش بیشتری از خود نشان می دهند و برای بالانس احتیاج به میله ی تعادل دارند.
بعضی از موتورهای V به شکل معکوس ساخته می شوند. که بیشتر در صنایع هوایی کاربرد دارند. مزایای انها شامل میدان دید بیشتر در مدلهای تک موتوره و مرکز ثقل پایین تر می باشد. برای مثال می توان از موتورهایی که در زمان جنگ جهانی دوم توسط دایملر بنز تولید می شد نام برد.
موتورهای V را معمولا بر حسب تعداد سیلندر هایشان طبقه بندی می کنند که شامل نمونه های زیر می شوند:
o V-Twin
o V4
o V5
o V6
o V8
o V10
o V12
o V16
o V18
o V20
o V24
موتور V6
موتور V6 یک موتور خورجینی می باشد که دارای 6 سیلندر می باشد. این موتور بعد از موتور 4 سیلندر خطی متداولترین سیستم مولد قدرت در اتومبیلهای امروزی می باشد. موتور V6 بسیار مناسب خودروهای دیفرانسیل جلو می باشد و همانطور که وزن خودروها افزایش می یابد محبوبیت این سیستم نیز بالا می رود.
نخستین موتور V6 در سال 1950 توسط لانچیا و بر روی مدل Aurelia معرفی شد. تولیدکنندگان دیگر نیز بلافاصله دست به کار شدند و به زودی انواع مختلف خودروهای مجهز به موتور V6 در بازار موجود بود. در سال 1962 بیوک مدل اسپشیال مجهز به انجین V6 را به دنیای اتومبیل معرفی کرد. اگرچه این مدل یک مدل نمایشی بسیار جذاب نبود ولی باید ان را نخستین خودروی تولید انبوه با موتور 6 سیلندر خورجینی دانست. در سال 1983 نیسان نخستین خودروی تولیدی ژاپن با موتور V6 را با معرفی سری VG به بازار عرضه کرد.
موتورهای V6 معمولا با حجمهای 2.5 تا 4 لیتر تولید می شوند. اگرچه نمونه هایی با حجمهای بیشتر و کمتر نیز وجود دارد.
زاویه ی بین سیلندرها در موتورهای V6
یک موتور V6 یک سیستم کاملا بالانس شده نیست و از بعضی روشهای ایجاد بالانس برای کارکرد نرم موتور استفاده می کند. بهترین زاویه برای به دست اوردن کمترین لرزش 60 درجه می باشد که البته بسیار متداول نیز می باشد. بیشترین استفاده از موتورهای V6 60 درجه مدلهای تولیدی توسط زیرمجموعه ی اروپایی کمپانی فورد می باشد. از این گونه موتورها می توان Es*** V6، Cologne V6، و اخیرا مدل Duratec V6 را نام برد. الفا رومئو های V6 نیز بسیار متداول هستند.
انجینهای با زاویه ی 90 درجه نیز تولید می شوند. که مزیت انها اغلب استفاده از خط تولید موتورهای V8(با زاویه ی 90) می باشد که باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. از این طراحی نخستین بار در خودروهای بیوک (بیوایک) استفاده شد انجین 198 اینچی فایربال که موتور استاندارد بیوک اسپشیال مدل 1962 بود. از دیگر نمونه ها می توان مزراتی V6 نام برد. همینطور سیتروئن SM ، موتورهای PRV ، انجینهای 4.3 لیتری ورتک 4300 ساخت شورلت و موتور 3.9 لیتری مگنوم کرایسلر.
موتورهای V6 با زاویه سیلندر بسیار کم دارای ابعاد جمع و جوری هستند ولی مشکل لرزش بیش از حد را به همراه دارند. اخیرا کمپانی فولکس واگن چنین موتوری را طراحی کرده است که انجینهای VR6 نامگذاری شده اند. در این موتور هر دو کپه ی سیلندر از یک سر سیلندر استفاده می کنند و کپه ها به شدت نزدیک به هم هستند.
دیگر زوایای قابل ذکر کپه های سیلندر در این موتورها عبارتند از:
o موتورهای VR6 با زوایای 10.6 و 15 درجه که این موتورها بسیاری از ویژگی های موتورهای خطی را به ارث برده اند همچون ترتیب احتراق در سیلندرها و استفاده از یک سرسیلندر.
o موتور V6 GM/OPEL با زاویه ی 54 درجه که در طراحی ان سعی شده تا سیلندرها نزدیکتر به هم باشند تا در خودروهای کوچک دیفرانسیل جلو قابل استفاده باشند.
o موتور فراری دینو با زاویه ی سلندر 65 درجه. این موتور به طور استاندارد به وسیله ی کاربراتور تغذیه می شود. زاویه ی 60 درجه باعث محدودیت در سایز کابراتور های مورد استفاده می شود. در حالیکه زاویه 65 درجه اجازه ی سوار کردن کاربراتوهای بزرگتر را می دهد. هرچند این کار باعث افزایش لرزش موتور به میزان بسیار کمی می شود.
o انجینهای V220/V300T با زاویه سیلندر 120 درجه که توسط کمپانی Bombardier تولید می شود و در هواپیماهای کوچک کاربرد دارند. این مدل باعث کوتاهتر شدن طول میل لنگ شده و باعث کوچک شدن ابعاد موتور می شود. البته این مدل اجازه ی استفاده از ترتیب احتراقی که با این طراحی هماهنگ باشد را می دهد.
احتراق سیلندرهای فرد و زوج
بسیاری از موتورهای V6 بر اساس مدلهای V8 طراحی شده اند. یکی از مشخصات این مدل که البته باعث بدنامی انها نیز شده است احتراق سیلندر فرد می باشد. یکی از اهداف ساخت موتورهای V6 استفاده از یک محور لنگ برای هر سیلندر می باشد که باعث ایجاد یک الگوی مناسب جرقه برای زاویه ی 120 درجه می باشد. در مقابل، اکثر موتورهای V8 از یک محور لنگ برای سیلندرهای روبروی هم استفاده می کنند.
موتورهای 6 سیلندر خورجینی که در واقع تبدیل شده نمونه های 8 سیلندر هستند اغلب دارای 3 محور لنگ مشترک هستند در زاویه 120 درجه از همدیگر تنظیم شده اند مشابه موتورهای 3 سیلندر خطی با 2 پیستون به ازای هر محور لنگ می باشد. اگر کپه های سیلندر با زاویه 90 درجه تنظیم شده باشند (که این سیستم در موتورهای 6 سیلندر خورجینی که از موتورهای 8 سیلندر مشتق شده اند متداول می باشد) که این سیستم به سمت یک الگوی احتراق با گروه سیلندرهای 2 تایی که با زاویه 90 درجه از چرخش یا گروه سیلندرهای با زاویه 150 درجه از چرخش هدایت می شود.
برای مثال می توان به انجین 231 odd-fire اشاره کرد که از الگوی احتراق 1-6-5-4-3-2 استفاده می کند. به ازای هر 720 درجه چرخش میل لنگ احتراق در سیلندرها اتفاق می افتد که مراحل چرخه موتور نیز به ازای هر 30 درجه چرخش اتفاق می افتد.
زاویه 0 90 180 270 360 450 540 630
احتراق فرد 1 6 5 4 3 2
احتراق زوج 1 6 5 4 3 2
کمپانی نیسان از الگوی احتراق 1-2-3-4-5-6 در بعضی از موتورهای 6 سیلندر خورجینی خود استفاده می کند.
در سال 1977 کمپانی جنرال موتورز یک محصول بی نظیر به نام "میل لنگ با پین جدا" در موتور 3800 خود معرفی کرد. که از یک محور لنگ 2 تکه که با 30 درجه چرخش متعادل شده باعث کارکرد نرم موتور در احتراق زوج می شد، استفاده می کرد. یک محور لنگ 2 تکه ضعیف تر از نوع ساده آن است اما با استفاده از مواد جدید و روش های تولید جدید یک میل لنگ با مقاومت کافی را می توان تولید کرد. در سال 1986 یک مدل مشابه طراحی شد؛ انجین های PRV که قابلیت استفاده از میل لنگ های 30 درجه متعادل شده را برای احتراق زوج داشت.
کاربرد در مسابقات
نخستین موتور 6 سیلندری که در مسابقات به کار رفت در اتومبیل فراری دینو استفاده شد. آلفردو فراری ( ملقب به دینو) تنها پسر قانونی انزو، به او پیشنهاد ایجاد یک موتور 1.5 لیتری 6 سیلندر 2 میل سوپاپ رو ، برای مسابقات فرمول دو در پایان سال 1955 را داد. پس از مدت کوتاهی، آلفردو دچار بیماری ضعف عضلانی شد. هنگامی که در بیمارستان بود در مورد جزییات فنی با مهندس ویتوریا یانو بحث کرد. دینو هیچ گاه موتور را ندید. او در 30 ژوئن 1956 در سن 24 سالگی فوت کرد. موتور 6 سیلندر دینو مراحل تکامل مختلفی را گذراند و ( همچنبن با افزایش حجم آن) و موفق شد در مسابقات فرمول یک شرکت کند. تا ورود خودروهای معروف به wing cars ، موتورهای با زائیه 120 درجه بین کپه ها برای طراحان موتورهای مسابقه ای بسیار جذاب بود چرا که به آنان اجازه می داد مرکز ثقل پایین تری داشته باشند. این سیستم از موتورهای 6 سیلندر خطی به عنوان سیستم بهتری شناخته می شد چرا که در موتورهای خطی فضای بیشتری نیز برای عبور لوله های اگزوز مورد نیاز بود؛ بدین سان میل لنگ می توانست در قسمت پایین تری از خودرو قرار گیرد. نمونه تکامل یافته تری از فراری دینو که برای مسابقات فرمول یک 1.5 لیتری ساخته شده بود از این پیکربندی استفاده می کرد.
این موتور در سال 1966 بار دیگر دچار بازنگری شد چرا که برای استفاده در جاده و با شراکت کمپانی های فراری و فیات تولید می شد. که از ان در خودروهای فیات دینو و دینوی 206 GT استفاده می شد.( این خودرو توسط فراری تولید می شد ولی با برند تجاری فیات به فروش می رسید.) مدل جدید توسط ارلیو لمپاردی از نو طراحی شد به صورت یک انجین V6 2 لیتری با زاویه ی 65 درجه با یک بلوک الومینیمی. ولی این موتور در سال 1969 جای خود را به یک نمونه ی 2.4 لیتری از الیاژ اهن و کربن بیش از دو درصد داد.( نام خودروی دینو ا به 246GT تغییر یافت.)
فیات دینو و دینو 246GT در سال 1974 از خط تولید خارج شدند. اما 500 دستگاه از موتورها در جریان اخرین تولیدها به کمپانی لانچیا تحویل داده شدند. که هم اکنون همانند کمپانی فراری از زیرمجموعه های فیات محسوب می شود.
از دیگر طراحی های قابل توجه موتورهای V6 می توان به رنو گوردینی CH1 V6 اشاره کرد که به وسیله ی فرانسیس کاستین و ژان پیر بودی طراحی شد و در سال 1973 در خودروی رنو الپاین A440 معرفی شد. موتور CH1 با زاویه ی 90 درجه و از الیاژ چدن تولید می شد.
با وجود همه ی ملاحظات این موتور موفق شد در مسابقات قهرمانی اروپا درکلاس 2 لیتری 1974 پیروز شود. همینطور در چندین مسابقه ی فرمول 2 در اروپا. به علاوه این موتور در یک نسخه ی توربوچارج شده نیز تولید شد که در نهایت موفق شد قهرمانی در مسابقات 24 ساعته ی لمان را در سال 1978 با یک رنو الپاین A442 به دست اورد.
حجم موتور این مدل برای نیروبخشی خودروی فرمولا وان رنو RS01 به 1.5 لیتر کاهش پیدا کرد. هرچند این کاهش حجم تاثیرات بدی روی نام نیک این مدل می گذاشت با این حال رنو در سال 1979 موفق شد نتایج خوبی را کسب کند.
فراری از الگوی رنو در استفاده از موتور توربو پیروی کرد و نمونه ی توربوچارج شده ی دینو را حجم 1.5 لیتر و زاویه ی 120 درجه تولید و بر روی مدل 126 از ان استفاده کرد.
هر دو کمپانی فرای و رنو در پیروزی با مدلهای توربوچارج خود نا موفق بودند. در واقع نخستین موتور توربویی که در مسابقات به پیروزی رسید مدل 4 سیلندر خطی ساخت BMW بود.
انها از الگوی جدید ساخت موتورهای فورمولاوان که موفق ترین نمونه ی انها در سیستم V6 بود پیروی کردند(که توسط پورشه ابداع شده بود و هوندا V6 ) این نسل جدید از موتورها که با زاویه ی فرد موتور توصیف شده بود(حدود 80 درجه). این را می توان نتیجه ی پیشرفت سریع در زمینه ی تکنولوژی دانست.
موتور V8
سیستم V8 یک پیکربندی بسیار متداول برای استفاده در خودروهای بزرگ می باشد. موتورهای V8
اغلب در حجم های بیش از 4 لیتر و معمولا تا 8.5 لیتر هستند.
موتور V8 استفاده ی زیادی در ساخت خودروهای اسپرت دارد. مخصوصا در ایالات متحده که از انها در مسابقات اتومبیلرانی همچون IRL ، Champ Car و NASCAR استفاده می شود. همینطور در خودروهای فورمولا وان نیز از سال 2006 از موتورهای V8 با تنفس عادی و با حجم 2.4 لیتر استفاده می شود. که جایگزین موتورهای 3 لیتری ده سیلندر قبلی شده اند.
متداولترین زاویه ی مورد استفاده در موتورهای V8 90 درجه می باشد. اما گاهی اوقات از میل های تعادل یا میل لنگهای پیچیده ای در انها برای هماهنگ کردن چرخه ی احتراق استفاده می شود.
اگرچه بعضی از موتورهای V8 از زاویه ی سیلندرهای متفاوتی استفاده میکنند. یک مثال قابل توجه در این زمینه می توان ازموتور فورد/یاماها تاروس نام برد که در فورد تاروس SHO از ان استفاده شده است. این موتور بر اساس موتور V6 دوراتک فورد پایه گذاری شده است و از زاویه سیلندر 60 درجه استفاده می کند. ورژن دیگری از این موتور در خودروهای ولووی 2005 به کار رفته است.
سطح- متقاطع و سطح- صاف
دو نوع موتور V8 وجود دارد که تفاوت انها در نوع میل لنگی است که در انها به کار رفته است.
موتور سطح- متقاطع سیستم متداول موتورهای V8 می باشد که از انها در خودروهای جاده ای امریکایی استفاده می شود. که در ان هر کدام از چهار محور لنگ با یک زاویه ی 90 درجه نسبت به قبلی قرار گرفته است. بنابرین اگر از انتهای میل لنگ به ان نگاه کنیم شکل یک صلیب را تداعی می کند. این سیستم بالانس بسیار مناسبی دارد منتهی احتیاج به یک وزنه ی تعادل سنگین در میل لنگ دارد. این باعث می شود که موتور سطح- متقاطع یک موتور دور ارام باشد که نتوان با ان به سرعت دور گرفت یا به سرعت دور موتور را پایین اورد (در مقایسه با سایر سیستمها). به خاطر چرخش سنگین وقتی که الگوی احتراق موتور سطح- متقاطع به طور منظم است، احتراق هر کپه سیلندر به صورت LRLLRLRR نیست. که این سیستم برای طراحی یک سیستم اگزوز مطلوب ما را به سوی نصب لوله های اگزوز بین دو کپه سیلندر هدایت می کند.
این سیستم پیچیده و دست پا گیر اگزوز همواره یک مشکل بزرگ برای طراحان اتومبیلهای تک سرنشین مسابقه ای بوده است.
سیستم سطح- صاف دارای محورلنگهایی با زاویه ی 180 درجه می باشد. این سیستم به صورت ناقص بالانس شده است و در نتیجه تولید لرزش می کند مگر اینکه از میله های تعادل استفاده شود. این سیستم به وزنه های تعادل احتیاجی ندارد در نتیجه میل لنگ وزن و اینرسی کمتری دارد. که اجازه ی دستیابی به دور موتور و سرعت بالاتری را می دهد. این طراحی با استفاده در موتور 1.5 لیتری V8 در کاونتری کلیماکس مشهور شد که این موتور در واقع از موتور سطح- متقاطع به سیستم سطح- صاف تبدیل شده بود. از این موتورها ابتدا در خودروهایی نظیر فراری ( با مدل دینو)، لوتوس(اسپیریت V8) و TVR استفاده شد. این طراحی در موتورهای مسابقه ای بسیار متداول می باشد.
در سال 1992 کمپانی ائودی مسابقات DTM المان را پس از یک مجادله در مورد میل لنگ طراحی شده شان برای موتور V8 ائودی ترک کرد. بعد از سالها استفاده از میل لنگهای سطح- متقاطع 90 درجه، انها از یک میل لنگ سطح- صاف استفاده کردند که مسئولان برگزاری مسابقات ان را خارج از محدوده ی قوانین دانستند.
طراحی سطح- متقاطع هیچگاه کار ساده ای برای طراحان نبوده است. به دلیل اینکه بسیاری موتورهای V8 اولیه همچون De Dion Bouton،Peerless و کادیلاک دارای سیستم سطح- صاف بوده اند. در سال 1915 طراحی سطح- متقاطع در یک کنفرانس مهندسی اتومبیل در ایالات متحده پیشنهاد شد. اما هشت سال طول کشید تا این مدل به تولید برسد. کمپانیهای کادیلاک و Peerless (کمپانیی که یک مهندس کادیلاک را استخدام کرد.) یک امتیازنامه ی طراحی میل لنگ سطح- متقاطع به طور همزمان را اجرا کردند و هردو موافقت کردند که این ایده را به اشتراک بگذارند. کادیلاک میل لنگ جدید خود را در سال 1023 معرفی کرد.
موتورهای V8 امریکایی
ایالات متحده می تواند خانه ی موتورهای V8 نامگذاری شود چرا که بیش از هرجای دیگر در دنیا در ان استفاده از موتور V8 متداول است. و مطمئنا این سیستم بیش از هر نوع دیگری برای موتورهای بزرگ ترجیح داده شده است. به جز استثناهایی مثل دوج وایپر و یا دوج رم و نیز وانتهای بزرگ فورد بعد از جنگ جهانی دوم هیچ نوع موتور بلوک بزرگ دیگری تولید نشده است که از نوع V8 نباشد.
یک دهه ی کامل بعد از تولید رولزرویس انگلیسی ، کادیلاک نخستین خودروی با موتور V8 امریکایی را تولید کرد، موتور L-Head 1914. یک موتور دست ساز پیچیده ی چدنی با سر سیلندرهای نزدیک به هم که به یک محل اتصال میل لنگ از جنس الومینیم متصل شده بود و از یک میل لنگ با طراحی سطح- صاف استفاده می کرد. Peerless در ادامه یک موتور V8 تحت لیسانس کمپانی amusement park معرفی کرد و در سال بعد تحت لیسانس کمپانی , Herschell-Spillman . کادیلاک و Peerless دوباره یک سال جدا از هم بودند.(1923 و 1924) به همراه معرفی میل لنگ سطح-متقاطع. کمپانی خودروهای مسابقه ای کانینگهام که توسط بریگز کانینگهام احداث شده بود و همچنین کمپانی لینکلن موتورهای V8 تولید می کردند.
فورد نخستین کمپانیی بود که که از موتورهای V8 به صورت گروهی استفاده کرد. فورد به جای اینکه همانند رقبایش هنگامیکه احتیاج به یک موتور بزرگتر از سیلندر خطی داشت به سراغ موتور های شش سیلندر خطی برود، یک موتور V8 مدرن طراحی کرد، موتور مشهور سر تخت 1932. این موتور تا سال 1953 قویترین موتور تولیدی فورد بود و تقریبا تا سال 1970 و در کمپانیهای زیرمجموعه ی فورد در سراسر جهان تولید می شد و اکثرا از ان در خودروهای تجاری استفاده می شد.
بعد از جنگ جهانی دوم، بزرگتر شدن اندازه ی خودروها نشان می داد که انجینهای 6 سیلندر خطی قدرت کافی برای استفاده در خودروهای جدید را ندارند. همانطوریکه استفاده از موتورهای 8 سیلندر خطی نیز به خاطر پایینتر اوردن ارتفاع کاپوت و نیز رعایت مسائل ائرودینامیکی ممکن نبود. جنرال موتورز در سال 1949 موتور V8 موفق فورد را معرفی انجین جدید V8 OHV خود پاسخ داد که از ان در خودروهای الدزمبیل راکت و کادیلاک OHV استفاده شده بود. این انجین نخستین انجین V8 OHV در دنیا بود. سال بعد کرایسلر موتور FirePower نیمکره ی خود را معرفی کرد. فروش موتورهای V8 فراتر از حد انتظار بود به همین خاطر کمپانیهای بیوایک و شورلت و پونتیاک نیز مدلهای V8 خود را در سال 1954 به بازار معرفی کردند.
تاریخچه ی کامل هریک از تولیدکنندگان موتور در این مقاله نمی گنجد، اما به طور خلاصه می توان گفت اندازه و حجم موتور خو.دروهای سایز بزرگ در سالهای 1950 و 1960 تا اواسط 1970 در حال افزایش بودند. افزایش اندازه ی خودروهای فول سایز به معنی افزایش محبوبیت مدلهای کوچک بود. به همین دلیل در سالهای 1960 کمپانیهای کرایسلر، فورد و شورلت هر کدام دو مدل V8 در این گروه تولید می کردند.
موتورهای بزرگتر که به نام انجینهای بلوک بزرگ V8 شناخته می شدند، در خودروهای فول سایز از انها استفاده می شد. موتورهای بلوک بزرگ معمولا حجمی بیش از شش لیتر (360 اینچ مکعب) داشتند. اما این افزایش حجم همواره مفید نبود. اوج این مسئله در اواسط دهه ی 1970 و در خودروی کادیلاک الدورادو با حجم موتور 8.2 لیتر (500 اینچ مکعب) مشاهده می شود. در دهه ی هفتاد و پس از مسائلی همچون بحران نفتی پیش امده و همچنین مقررات جدید در مورد الایندگی خودروها، موتورهای V8 بیش از این دوام نیاوردند. و نهایتا تا سال 1977 از انها در خودروهای لوکس استفاده می شد. در وانتها و سایر خودروهای بزرگ استفاده از این موتورها تا به امروز ادامه دارد، اگرچه بعضی از خودروسازان این موتورها را با مدلهای V10 بلوک کوچک جایگزین کردند.
از موتورهای کوچکتر که موتورهای V8 بلوک کوچک نامیده می شدند. در خودروهای اندازه متوسط استفاده می شد که معمولا حجمی بین 4.4 لیتر(270 اینچ مکعب) تا 6 لیتر(360 اینچ مکعب) داشتند. البته استثناهایی مثل فورد 6.7 لیتری(408 اینچ مکعب) نیز وجود داشت که این موتور به نام 400 کلیولند نامیده می شد. همانوطوریکه مشاهده می شود یک همپوشانیی بین موتورهای بلوک بزرگ و بلوک کوچک وجود داشت و یک موتور باحجمی بین 6 تا 6.6 لیتر می توانست جزو هر دو گروه قرار گیرد. موتورهایی از این دست امروزه هم مورد استفاده قرار می گیرند.
در دهه های 1950،1960و1970 هر زیر مجموعه ای از گروه جنرال موتورز موتورهای مخصوص به خود را داشتند که با هم تفاوت زیادی نیز داشتند. این به هر زیرمجموعه اجازه می داد که انجینهای منحصر به فرد خود را داشته باشند. اما بسیاری از انها کپی برداری نیز می کردند. برای مثال می توان از مدل بیوایک 215 و هم خانواده اش شورلت 350 نام برد که به طرز گیج کننده ای در بسیاری از قطعات مشترک بودند. فورد و کرایسلر نیز اشتراکات کمتری با همدیگر داشتند و مشترکات شناسایی شده به طراحی های مشترک محدود می شد. امروزه کمتر از یک دوجین موتور V8 امریکایی مختلف در حال تولید است.
اخیرا جنرال موتورز و کرایسلر موتورهای V8 با حجمی بیش از حجم موتورهای V8 بلوک کوچک در حال تولید طراحی کرده اند که در خودروهای پرقدرت از انها استفاده می شود. همانند کرایسلر6.1 لیتری(370 اینچ مکعب) و 6.4 لیتری(392 اینچ مکعب) و مدل LS7(7 لیتری معادل 427 اینچ مکعب) از سری موتورهای LS تولیدی جنرال موتورز.
سایر موتورهای V8 تولیدی در ایالات متحده:
• Ford
o 1932-1953 Flathead V8
o 1954-1962 Y-block V8
o 1958-1967 MEL V8
o 1962-1995 Windsor V8
o 1963-1976 FE V8
o 1968-1997 385 V8
o 1970-1982 335/Cleveland V8
o 1991-present Modular V8/Triton V8
o 1996-present Jaguar AJ-V8
o 1996-present Yamaha V8
o Cosworth DFV
• General Motors
o 1914-1992 Cadillac V8
o 1949-1990 Oldsmobile Rocket V8
o 1954-1970s Pontiac V8
o 1950s-1970s Buick V8
o 1954-1968 Chevrolet small-block V8
o 1969-1993 Chevrolet 350 small-block
o Chevrolet Big-Block engine
o 1992-present Northstar/Premium
o 1993-1997 Generation 2 small-block
o 1998-present Generation 3 small-block
o 2005-present Generation 4 small-block
o Duramax Diesel
• Chrysler
o A family
o FirePower
o B family
o RB family
o Original Hemi
o AMC V8
o LA Family
o PowerTech
موتورهای V8 انگلیسی
نخستین موتور V8 انگلیسی موتور 3.5 لیتری رولزرویس بود. که یک دهه کامل قبل از نخستین موتور V8 امریکایی تولید شد. متداولترین موتور V8 انگلیسی موتور V8 روور بود که در تعداد زیادی از خودروهای مسابقه ای انگلیسی به کار رفت. که این موتور در واقع یک کار طراحی انگلیسی نبود و از امریکا وارد شده بود و ریشه ی ان در واقع از کمپانی جنرال موتورز و انجین 2.5 لیتری الیاژ الومینیمی مورد استفاده در بیوایک و الدزمبیل در سال 1960 بود. این موتور در واقع نمونه ی کوچک ( برای بازار امریکا) انجین 3.5 لیتری (215 اینچ مکعب) بود. و برای اینکه یک موتور V8 باشد بسیار سبک وزن بود. از این موتور در تولید بعضی از محصولات بیوایک ، الدزمبیل و پونتیاک در سال 1961 استفاده شد ولی خیلی زود در حمایت از تولید انجینهای الیاژ اهن از خط تولید خارج شد.
استفاده از الومینیم باعث می شد که این موتور یکی از سبک وزن ترین موتورهای V8 موجود در بازار باشد به همین دلیل از ان در مسابقات اتومبیلرانی ایندیاناپولیس استفاده شد. کمپانی استرالیایی رپکو با کاهش حجم این موتور به 3 لیتر و نیز استفاده از یک میل سوپاپ برای هر کپه سیلندر ان را به یک انجین قابل استفاده در مسابقات فورمول یک تبدیل کرد. رپکو با تیم برابهام موفق شد دو بار در سالهای 1966و1967 در این مسابقات قهرمان شود.
کمپانی روور در اواسط دهه ی 1960 به یک موتور جدید و قدرتمندتر احتیاج داشت و از وجود چنین موتور کوچک و سبک وزنی اگاه شده بود. بعد از مدتی مذاکره انها موفق به تولید این موتور شدند. بعد از یک طراحی مجدد گسترده بر روی موتور، که باعث شد قطعات قابل تغییر اندکی از موتور اوریجینال بیوایک در ان باقی بماند، برای اولین بار از این موتور در محصولات لوکس روور در اواخر دهه ی 60 از ان استفاده شد.
همانطوریکه از این موتور به مقدار زیاد در محصولات روور استفاده شد به صورت گسترده ای به کارخانجات کوچک خودروسازی فروخته شد و در اواع مختلفی از اتومبیل از ان استفاده شد. از موتورهای V8 روور در اتومبیلهای مختلفی همچون مورگان،TVR،ترایمف، مارکوس و MG و خیلی های دیگر استفاده شد. لندروور نیز چندین بار از این موتور در محصولات خود استفاده کرد. همچون مدلهای مختلف رنجروور که شامل مدل های اولیه ی 3.5 لیتری تا مدلهای 4.6 لیتری که در خلال سالهای 1994 تا 2002 از انها استفاده شد، می شدند. موتور V8 روور همچنین موتور استاندارد خودروهای تقویت شده ی انگلیسی بود مشابه انجین 350 بلوک کوچک شورلت برای سازنده های امریکایی.
منبع:
http://iranmusclecars.com
