Motoryzacja ? dlaczego jest to tak popularne hobby?
Wiele osób ma zainteresowania motoryzacyjne. U niektórych przejawiają się one przede wszystkim na przeglądaniu fachowej literatury czy prasy, u innych na własnoręcznym wymienianiu części samochodowych, a jeszcze u innych na oglądaniu aut na wyścigach czy wystawach. Wszystkich miłośników jazdy samochodem, motocyklem czy każdym innym pojazdem łączy jednak to, że wielu z nich uwielbia szybką jazdę. Możliwości, jakie stwarza poruszanie się autem czy motorem to dla wielu osób szczyt kunsztu, jaki może osiągnąć człowiek dzięki swojej inteligencji i projektowaniu ruchomych układów. Fascynacja motoryzacją wynika często także z rodzinnych tradycji lub chęcią dorównania znajomym w tej dziedzinie.
V8 ? silnik widlasty
V8 ? silnik widlasty o ośmiu cylindrach umieszczonych w dwóch rzędach w skrzyni korbowej, kąt rozwarcia między nimi wynosi najczęściej 90°, istnieją także konstrukcje o mniejszym rozwarciu. Wszystkie osiem tłoków przekazuje siłę nacisku na wspólny wał korbowy1. Niektóre z możliwych kolejności zapłonu dla czterosuwowego silnika V8 to 1-5-4-8-6-3-7-22, 1-5-4-2-6-3-7-8 (Ford), 1-3-7-2-6-5-4-8 (Ford), 1-8-4-3-6-5-7-2 (Chevrolet Small Block i Big Block), 1-8-7-2-6-5-4-3 (Chevrolet LS Engine).
W najprostszej postaci są to dwie jednostki R4 dzielące wspólny wał korbowy. Rozwiązanie to dzieli jednak wady mniejszych silników R4 związane z wyważeniem jednostki - wraz ze wzrostem pojemności skokowej wzrastają drgania generowane w związku z siłami drugiego rzędu. Z tego powodu od lat 20. XX wieku stosuje się bardziej skomplikowane wały korbowe z wykorbieniami o dwóch płaszczyznach (z ang. crossplane) wyposażone w przeciwciężary. Dzięki temu motor V8 pracuje płynniej niż V6 będąc tańszym niż V12. Większość silników V8 stosowanych w sporcie samochodowym wykorzystuje jednak płaski wał korbowy (z ang. flat-plane) co pozwala na szybsze przyspieszanie i efektywniejszą pracę układu wydechowego3.
Amerykańskie silniki V8 były używane jako podstawowe jednostki napędowe tzw. "muscle cars" (Chevrolet Chevelle, Dodge Charger), jednak z powodzeniem są wykorzystywane również w pojazdach użytkowych, np. typu pick-up. W Europie silniki V8 są stosowane przez producentów samochodów luksusowych i sportowych: m.in. Aston Martin, Audi, BMW, Ferrari, Jaguar, Mercedes-Benz, Porsche.
Produkcja seryjna silników V8 w USA odbywa się od lat 40. XX wieku do dzisiaj. Większość zbudowana jest pod kątem 90°.
Spotykane kąty rozwarcia
Najczęściej spotykanym kątem pomiędzy rzędami cylindrów jest 90°. Układ taki sprawia, że silnik cechuje się szeroką i niską budową oraz optymalną charakterystyką zapłonu i generowanych drgań. Występują jednak także inne kąty rozwarcia. W silniku Ford/Yamaha V8 zastosowanym w modelu Taurus SHO występuje kąt 60°. Konstrukcja bazuje na jednostce Duratec V6. Podobnie zbudowane silniki konstrukcji Yamahy stosowane są w samochodach Volvo od 2005 roku. Dzięki węższej budowie mogą one zostać zamontowane poprzecznie do osi nadwozia. Do płynnej i równej pracy wymagane było jednak zastosowanie m.in. wałka wyrównoważającego4. W 2010 roku General Motors zaprezentowało jednostkę Duramax o pojemności 4,5 l i kącie rozwarcia 72°.
Silnik Rover Meteorite powstał na bazie jednostki stosowanej w czołgu Rover Meteor (ta z kolei bazowała na silniku lotniczym Merlin), odziedziczył po niej kąt 60°5. Spotykano także kąt 45° ? wysokoprężna jednostka 567 stosowana do napędu lokomotyw, czy też w wyścigowym pojeździe Miller z napędem na cztery koła (1932)6.
W 1922 roku Lancia wprowadziła silnik V8, w którym kąt rozwarcia cylindrów wynosił zaledwie 14°. Był on krótszy od odpowiadającego mu pojemnością motoru R6, przy czym węższy od typowej jednostki V8. Dzięki zwartej budowie i rozrządzie typu OHC silniki te były lżejsze i mocniejsze od współczesnych im jednostek o podobnej pojemności7.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/V8_(silnik)
Podstawy termodynamiczne
Obiegiem porównawczym współczesnych silników wysokoprężnych jest obieg Seiligera-Sabathé. Obieg ten składa się z następujących przemian charakterystycznych:
adiabatyczne sprężanie,
izochoryczne podgrzewanie czynnika,
izobaryczne podgrzewanie czynnika,
adiabatyczne rozprężanie,
izochoryczne oziębianie czynnika.
Obieg porównawczy jest obiegiem teoretycznym. Silnik rzeczywisty pracuje wg obiegu, składającego się z nieco innych przemian. Sprężanie i rozprężanie nie są adiabatyczne, ponieważ występuje wymiana cieplna ze ściankami cylindra, głowicą, tłokiem i innymi elementami. Nawet, gdyby występujące procesy były adiabatyczne, nie byłyby odwracalne. Ogrzewanie czynnika nie jest izobaryczne, następuje najpierw wzrost ciśnienia, a potem jego spadek. Najważniejszą różnicą jest to, że obieg porównawczy opisuje układ zamknięty (wykorzystywany jest wciąż ten sam czynnik), a obieg rzeczywisty układ otwarty (następuje wymiana czynnika roboczego).
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_o_zap%C5%82onie_samoczynnym