Содержание

Плоско-сдвоенный двигатель

Плоские образный двигатель представляет собой двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с цилиндрами на противоположных сторонах коленчатого вала. Наиболее распространенным типом плоско-сдвоенных двигателей является оппозитный двухцилиндровый двигатель , в котором оба цилиндра движутся внутрь и наружу одновременно.

Плоско-сдвоенный двигатель был запатентован Карлом Бенцем в 1896 году, а первый серийный двухцилиндровый двигатель использовался в автомобиле Lanchester 8-сильная Phaeton, выпущенном в 1900 году. С тех пор плоский двухцилиндровый двигатель использовался и в нескольких других автомобилях. использование в мотоциклах; Ранние модели ориентировали цилиндры в соответствии с рамой, однако более поздние модели перешли на цилиндры, расположенные перпендикулярно раме, чтобы обеспечить равномерное охлаждение обоих цилиндров.

Плоско-сдвоенные двигатели также использовались в нескольких самолетах до 1930-х годов и в различных стационарных установках с 1930-х по 1960-е годы.

СОДЕРЖАНИЕ

Типовой дизайн [ править ]

В большинстве плоско-сдвоенных двигателей используется оппозитная конфигурация коленчатого вала , поэтому они называются «оппозитными» двигателями. В оппозитном двухцилиндровом двигателе коленчатый вал 180 ° перемещает поршни синхронно друг с другом, поэтому силы, создаваемые одним поршнем, компенсируются другим, что приводит к превосходному первичному балансу. Равномерно распределенный порядок зажигания также помогает снизить вибрацию. Однако равные и противоположные силы в оппозитном двухцилиндровом двигателе создают качающуюся пару из-за расстояния смещения между поршнями вдоль коленчатого вала. [1] ( стр. 27 )

Обычно используется система зажигания впустую искры , [2] , которая является простой системой зажигания с использованием двойной состава катушки стрельбы как свечи зажигания на каждом обороте (т.е. во время как сжатия и выхлопных ударов). Эта система не имеет распределителя и требует только одного контактного выключателя и катушки для двигателя. [3]

Давление в картере [ править ]

Конфигурация с двойным оппозитным двигателем может вызывать давление в картере во время каждого хода поршня внутрь и сброс давления во время каждого хода поршня наружу, поскольку оба поршня перемещаются внутрь или наружу одновременно. Этот эффект накачки картера (также обнаруживаемый в одноцилиндровых двигателях и двигателях с параллельным сдвигом на 360 °) обычно устраняется с помощью сапуна картера. [4]

В оппозитном двухцилиндровом двигателе Citroën 2CV этот эффект перекачки был использован для поддержания частичного вакуума внутри картера, чтобы уменьшить утечки масла при выходе из строя сальника. Это было достигнуто за счет использования одностороннего клапана (кожаная или резиновая заслонка над отверстием в картере), позволяющего воздуху выходить из картера, но не попадать в него. [5]

Приложения [ править ]

Автомобили [ править ]

Зарождение плоско-сдвоенного двигателя было положено в 1896 году, когда Карл Бенц получил патент на эту конструкцию. Год спустя его компания Benz & Cie представила первый двухцилиндровый двигатель оппозитной конструкции, получивший название «Contra Engine». [6]

В 1900 году компания Lanchester Engine Company начала производство Lanchester 8-сильного Phaeton , в котором использовался двухцилиндровый двигатель. [7] [8] Этот двигатель имел необычную конструкцию из двух коленчатых валов, вращающихся в противоположных направлениях, каждый из которых был прикреплен к коленчатому валу толстым шатуном. [7] Каждый поршень был также связан с другим коленчатым валом двумя более тонкими шатунами, в результате чего два поршня перемещались на одной оси. [7] [8] У него также была реакция крутящего момента одного коленчатого вала, чтобы нейтрализовать реакцию крутящего момента другого, отменяя реакцию крутящего момента в двигателе. [7] Lanchester использовал эту конструкцию двигателя до 1904 года. [8]

Другими ранними применениями плоско-сдвоенных двигателей были Ford Model A 1903-04 годов, Ford Model C 1904-1905 годов, Ford Model F 1905-1906 годов . [9] [10] ( стр. 38–44 ) и несколько моделей Jowett Cars с 1910 по 1937 г. [11] [12] ( стр 188–189 )

Ситроен 2CV , произведенный с 1948 по 1990, был одним из первых на передние колеса автомобилей , чтобы использовать плоский двигатель. 2CV приводился в движение оппозитным двухцилиндровым двигателем с воздушным охлаждением. Также в 1948 году был выпущен Panhard Dyna X с передним приводом и оппозитным твином с воздушным охлаждением. Другими автомобилями после Второй мировой войны, использовавшими двухцилиндровые оппозитные двигатели, были фургон Jowett Bradford 1945–1954 , [12] ( p373 ) , DAF Daffodil 1961–1976 годов, Toyota Publica 1961–1978 годов, спортивный автомобиль Toyota Sports 800 1965–1969 и несколько переднеприводных моделей от Citroën и Panhard. Было также выпущено несколько автомобилей с задним расположением двигателя с оппозитными двухцилиндровыми двигателями, изначально разработанными для мотоциклов, например, Puch 500 1957-1975 годов, BMW 600 1957-1959 и BMW 700 1959-1965 годов . Бразильский производитель Gurgel Motores использовал оппозитный двухцилиндровый двигатель с водяным охлаждением (оппозитный четырехцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением Volkswagen) в нескольких моделях с 1988 по 1994 год.

Двигатель Toyota U представлял собой плоский двухцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением, выпускавшийся с 1961 по 1976 год. Представленный в малолитражке Toyota Publica , двигатель U также использовался в малом коммерческом автомобиле Toyota MiniAce и спортивном автомобиле Toyota Sports 800 .

Мотоциклы [ править ]

Поперечный монтаж [ править ]

Преимущества использования плоско-сдвоенного двигателя, установленного с коленчатым валом, вращающимся перпендикулярно раме (следовательно, цилиндры находятся на одной линии с рамой), заключаются в низком центре тяжести [13] и в том, что система ременного или цепного привода может использоваться для передачи привода на заднее колесо. [13] [14] Однако недостатками являются неравномерное распределение тепла (передний цилиндр охлаждается сильнее, чем задний цилиндр) [13] [14], и часто требуется более длинная колесная база из-за длины двигателя. [13]

Первый двухцилиндровый мотоциклетный двигатель был построен в 1905 году компанией Light Motors в Великобритании. Первоначально названный Fée (переименованный в «Фея» вскоре после его появления) [15], он был разработан как «система двигателя велосипеда», которая передавала мощность на шкив на заднем колесе через цепь. [16] Производство Fairy было передано компании Douglas Engineering Company , одному из поставщиков Light Motors, когда компания Light Motors закрылась в 1907 году. [1] ( pp218-219 ) Позже, в 1907 году, Дуглас заменил трансмиссию на трансмиссию. цепь и шкив к системе ременной передачи, приводимой непосредственно от двигателя. [17] Более поздние разработки мотоцикла Douglas производились с цилиндрами, соответствующими раме, вплоть до Второй мировой войны. [1] ( стр. 51 )

Другие ранние плоско-твиновские мотоциклы использовали аналогичную компоновку, с их цилиндрами, выровненными вдоль рамы, и, следовательно, с коленчатым валом, идущим поперек рамы.

В 1914 году главный поставщик редукторов с задними ступицами, Sturmey-Archer , представил трехступенчатую коробку передач с промежуточным валом со встроенным кик-стартером [18], что создало проблему при проектировании мотоциклов с поперечно расположенными плоско-сдвоенными двигателями. Эту коробку передач можно было относительно легко разместить за одноцилиндровым или V-образным двухцилиндровым двигателем, однако такое расположение привело бы к чрезмерно длинной колесной базе для двухцилиндровых двигателей. Решения этой проблемы включали использование промежуточного вала под двигателем (как используется Дугласом Фэри), [19] или коробки передач, расположенной над двигателем, [13] [20] хотя в некоторых случаях цилиндры были достаточно короткими, чтобы использовать коробку передач. в традиционном месте за двигателем. [21]

В 1916 году на большинстве плоско-твиновских мотоциклов по-прежнему использовался поперечно расположенный двигатель. Европейские модели в это время включали Bradbury 3,5 л.с., Brough HB , модели Douglas 2,75 и 4 л.с., модели Humber 3,5 и 6 л.с., Matchless 6 л.с., Montgomery 6 л.с., Williamson Flat Twin 8 л.с., и Bayerische Flugzeugwerke Helios (предшественник первого мотоцикла BMW). Модели , произведенные в Соединенных Штатах включали индийскую модель O и Harley-Davidson Модель W . [22] [14] [1] ( стр. 26 ) [23]

Продольный монтаж [ править ]

Основное преимущество установки плоско-сдвоенного двигателя с коленчатым валом на одной линии с рамой (следовательно, цилиндры расположены сбоку в раме) заключается в том, что двигатель с воздушным охлаждением получает одинаковое количество охлаждения для каждого цилиндра. [1] ( pp26-27 ) [13] Harley-Davidson ХА , который используется с плоским образный двигатель с цилиндрами через раму, поддерживали температуру масла 100 ° F (56 ° C) , холоднее , чем Harley-Davidson WLA с V-образным твином с цилиндрами на одной линии с рамой. [24] Дополнительным преимуществом является то, что цилиндры обеспечивают защиту гонщика в случае столкновения или падения, а также согревают его ноги в холодную погоду. [13] [1] ( стр. 27 ) Недостатком является то, что двигатель нельзя устанавливать как можно ближе к земле (иначе цилиндры могут царапать землю во время поворота) [25], и это подвергает цилиндры и крышки клапанов опасности повреждения при столкновении. [13] [1] ( стр. 27 )

Продольная установка также означает, что реакция крутящего момента приведет к перекосу мотоцикла в сторону (например, при резком ускорении / замедлении или при открытии дроссельной заслонки в нейтральном положении) вместо смещения баланса веса между передними и задними колесами. Однако многие современные мотоциклы уменьшают этот эффект, вращая маховики или генераторы переменного тока в направлении, противоположном направлению коленчатого вала. [26] [27]

Одним из первых мотоциклов с продольно установленным двухцилиндровым двигателем был ABC 1916 года , построенный в Соединенном Королевстве. [22] Чтобы приспособить цепной привод, ABC использовал конический привод на коробке передач, чтобы изменить направление привода на девяносто градусов. [1] ( стр. 10 ) Первый мотоцикл BMW, BMW R 32 1923 года, был еще одним ранним примером продольно установленного плоско-сдвоенного двигателя, хотя в этом случае мощность передавалась на заднее колесо через карданный вал. [1] ( стр. 26 )

Со временем продольная установка стала более распространенной для двухцилиндровых двигателей. BMW имеет долгую историю производства мотоциклов с плоскими двухмоторными двигателями [1] ( стр. 26-32 ) [28], как и Урал (Россия) и Днепр (Украина).

Авиация [ править ]

В 1902 году моноплан Пирса (который позже стал одним из первых самолетов, достигших полетов) был оснащен двухцилиндровым двигателем, построенным на ферме изобретателем-любителем. [29] [30] [31] В этом двигателе использовалась необычная конструкция с одним общим шатунным штифтом и поршнями двустороннего действия. [32] [33] В 1908 году французская компания Dutheil-Chalmers начала производство плоско-сдвоенных авиационных двигателей, в которых использовались два коленчатых вала, вращающихся в противоположных направлениях. [34] [35] Двигатель Dutheil-Chlamers использовался на экспериментальном самолете Santos-Dumont Demoiselle № 20 1907 года , более поздние версии этого самолета производились с плоско-сдвоенными двигателями отДаррак и Клеман-Баяр .

Большинство самолетов с поршневыми двигателями использовали более двух цилиндров, однако другие плоско-сдвоенные авиационные двигатели 1920-х и 1930-х годов включают американские Aeronca E-107 и Aeronca E-113 , британские Bristol Cherub и чехословацкие Praga B2 . HKS_700E представляет собой охлажденное масло-твин плоские для сверхлегких воздушных судов , которые в настоящее время в производстве. [36]

В более крупных самолетах плоско-сдвоенные двигатели использовались во вспомогательных силовых установках (ВСУ). Яркий пример был сделан ABC Motors в 1920-х и 1930-х годах. [37] Во время Второй мировой войны фирма Reidel в Германии разработала и изготовила двухтактный двухцилиндровый двигатель в качестве стартера для реактивных двигателей Junkers Jumo 004, BMW 003 и Heinkel HeS 011 [38] [39]

Другое использование [ править ]

В MAYTAG «Модель 72» с плоским твин engines- производится с 1937 до некоторого времени между 1952 и 1960- были использованы в различных применениях , включая одежду стиральных машин. [40] [41] [42] [43] [44]

Электрические генераторы, использующие плоско-сдвоенные двигатели, были построены компанией Norman Engineering Company с 1932 по 1968 год и мотоциклами Douglas во время Второй мировой войны. [45] Enfield Industrial Engines (часть Royal Enfield ) производила плоские двухтактные двухтактные бензиновые двигатели во время Второй мировой войны, которые использовались для генераторов и других военных целей. После 1945 года Enfield производила плоско-сдвоенные дизельные двигатели, которые находили применение в сельском хозяйстве и на море. Компания Coventry Victor представила дизельную версию своего существующего бензинового двухцилиндрового двигателя объемом 688 куб. См в 1932 году, а в 1950-е годы продолжила производство дизельных и бензиновых двигателей для различных промышленных и морских применений. [46] ( стр. 111 )

Двухтактные плоские близнецы часто использовались в качестве лодочных моторов для лодок, [ когда? ], поскольку они были более плавными, чем одноцилиндровые двигатели. В 1940-х годах они были в основном заменены двухтактными прямоточными двигателями, которые было легче запускать и которые больше не имели чрезмерной вибрации. [47]

Двухцилиндровый рядный двигатель

Онлайн-образный двигатель , известный также под названием двойного вертикальный , параллельный двойник или параллельного двойника является двигателем с поршнем два рулоном , чьи валки расположены бок о боке и его поршень соединены с коленчатым вал Common. По сравнению с V-Twin и двухцилиндровый квартиры , онлайн близнецы более компактным, более простым и обычно дешевле в изготовлении, но может генерировать больше вибрации во время работы.

Рядные двухцилиндровые двигатели в основном использовались на мотоциклах , но также использовались в автомобилях и автоспорте . Авто-твин онлайн обычно очень маленькие и включают в себя городские и кей-кары . Недавние примеры автомобилей с этим типом двигателя включают Tata Nano и некоторые модели Fiat Group, использующие двигатель TwinAir. Powersports применения включают лодочные моторы , гидроциклов , все вездеходные транспортные средства , снегоходы и приведенные в действие сверхлегких планеров .

Различные углы поворота коленчатого вала используются для четырехтактных параллельных близнецов для достижения различных интервалов зажигания двигателя и характеристик баланса, влияющих на вибрацию и передачу мощности. Традиционный британский рядный двухцилиндровый двигатель (с 1937 года) имел коленчатый вал на 360 °, в то время как некоторые более крупные японские рядные близнецы 1960-х годов использовали коленчатый вал на 180 °. В 90-е годы появились новые двигатели с коленчатым валом, установленным на 270 °.

Резюме

Преимущества и недостатки

Параллельные сдвоенные цилиндры имеют то преимущество, что они более компактны, относительно просты и менее дороги в производстве, чем V-образные или плоские двойные цилиндры . Они могут быть подвержены вибрации либо из-за неравномерного интервала взрыва в двигателях, заглохших на 180 °, либо из-за большой противодействующей массы двигателей на 360 °. Рядные сдвоенные цилиндры также страдают от крутящего момента и вибрационных реакций.

Строительство

Конфигурация подшипника

В отличие от V-образных двойных цилиндров, в параллельных сдвоенных цилиндрах не используется идентичный шатун для обоих шатунов , причем каждый цилиндр имеет свой собственный шатун. Большинство британских рядных двухцилиндровых двигателей мотоциклов, таких как Triumph, BSA, Norton и Royal Enfield, имели два основных подшипника, за исключением AJS / Matchless, в котором использовался третий основной подшипник.

Параллельные сдвоенные цилиндры Honda, появившиеся в конце 1950-х годов, имели четыре основных подшипника . Последующие двигатели имели четыре, а иногда и три основных шарикоподшипника, что было лучше, чем вкладыши подшипников для этой конфигурации двигателя.

Использование на мотоциклах

Терминология

Для мотоциклов, как и для автомобилей и других транспортных средств, используются термины «параллельный твин», «вертикальный твин» и «рядный твин». В частности, в Соединенном Королевстве термин «сдвоенно-параллельный» означает, что коленчатый вал находится в поперечном положении по отношению к раме, в то время как «сдвоенный рядный» означает, что цилиндры расположены спереди назад в поперечном направлении. направление движения. Это специальное «рядное» значение использовалось для мотоциклов с продольным коленчатым валом, таких как Sunbeam S7, и для тандемных близнецов с парой поперечных коленчатых валов, но цилиндры, расположенные продольно, один перед другим. Термин «параллельный сдвоенный двигатель» также использовался для обозначения прямолинейного четырехтактного двигателя с коленчатым валом на 360 °, заставляющим поршни двигаться параллельно. В других местах термины « параллельный близнец », « рядный близнец » и другие варианты использовались взаимозаменяемо и считались эквивалентными.

Исторический

Первым серийным мотоциклом с вертикальным сдвоенным двигателем был мотоцикл Hildebrand and Wolfmüller 1894 года, который также стал первым серийным мотоциклом. Его цилиндры плоские и обращены вперед, а его поршни соединены непосредственно с задним колесом с помощью шатуна локомотивного типа. До 1897 года было выпущено около двух тысяч экземпляров.

Самый известный пример этого двухцилиндровый двигатель является 5Т скорости Твин производства Triumph с 1937 г. Эксперименты с этим типом двигателя началось , когда дизайнер Эдвард Тернер и его руководитель, Ариэль главный инженер , Val Page , как представлял себе потенциал вертикальный двойник как двигатель мотоцикла. Эксперименты показали, что угол поворота коленчатого вала 360 ° лучше подходит для использования с одним карбюратором, чем угол 180 °. Покинув Ariel ради Triumph, Пейдж разработал Triumph 6/1 с двумя двигателями объемом 650 см 3, откалиброванными на 360 градусов, чтобы начать работу с коляской . Triumph с коляской 6/1 выиграл серебряную медаль на Международном шестидневном соревновании по эндуро и Maudes Trophy 1933 г. Спад на рынке коляски привел к прекращению выпуска модели 6/1 в 1935 году.

Триумф Спид Твин Эдварда Тернера 1937 года положил начало тенденции до середины 1970-х годов — рядных четырехтактных двухцилиндровых двигателей с поворотом на 360 °. Этот тип двигателя был наиболее распространен на британских мотоциклах производства Triumph, BSA , Norton , Ariel , Matchless и AJS . Итальянские и немецкие производители также создали онлайн-близнецов, например, американский производитель Indian , чьи параллельные близнецы включали Indian Scout 440 см 3 и Indian Warrior 500 см 3 1950 года. BMW и японские производители все еще производили производство в 2010 году, особенно для автомобилей среднего размера. мотоциклы.

В четырехтактных двигателях рядный твин обычно вертикальный или почти вертикальный. Единственным исключением является единственной твин линии завоевав титул чемпиона мира 500 см 3 , то АСО Дикобраза Е-90 из 1949 , который имел почти горизонтальные цилиндры.

Рядные двухцилиндровые двигатели используются в больших скутерах, таких как Yamaha TMAX и Honda Silver Wing . Они также используются в гонках по мотокроссу.

Сравнение двухцилиндрового мотоцикла

Характеристики	Плоский твин		Вертикальный двойник		V-образный твин
Коленчатый вал	Продольный	Поперечный	Продольный	Поперечный	Продольный	Поперечный
Примеры	Типичный боксер BMW , Zündapp KS 750 , Harley-Davidson XA	Довоенный и послевоенный Дуглас	Солнечный луч S7 и S8	Типичные британские послевоенные большие байки: Triumph Bonneville , Norton Commando.	Moto Guzzi V-twin ( серия Ле-Ман …), серия Honda CX , Indian 841	Типичные V-крейсеры ( Harley-Davidson , Honda Shadow ) или спортбайк ( Ducati , Suzuki SV 650 )
Охлаждение	Идеально, когда цилиндры выступают в воздушный поток, выхлопные газы могут выходить через хорошо охлаждаемую переднюю часть цилиндров.	Задний цилиндр вне воздушного потока, хуже охлаждается, чем передний цилиндр	Задний цилиндр вне воздушного потока, хуже охлаждается, чем передний цилиндр	Эффективные, два цилиндра обращены к воздушному потоку, выхлопные газы могут выходить через хорошо охлаждаемую переднюю часть цилиндров.	Практически идеально, цилиндры выступают в воздушный поток, выхлопные газы могут выходить через хорошо охлаждаемую переднюю часть цилиндров.	Задний цилиндр вне воздушного потока, хуже охлаждается, чем передний цилиндр
Центр гравитации	Ограничено необходимостью зазора на поворотах для этого широкого двигателя	Может быть настолько низким, насколько позволяет рама	Может быть настолько низким, насколько позволяет рама	Может быть настолько низким, насколько позволяет рама	Может быть настолько низким, насколько позволяют рама и V-образный угол двигателя.	Может быть настолько низким, насколько позволяет рама
Колесная база	Короткий двигатель, короткая колесная база	Чрезвычайно длинный двигатель, длинная колесная база	Длинный двигатель, длинная колесная база	Узкий двигатель, короткая колесная база	Короткий двигатель, короткая колесная база	Длинный двигатель, длинная колесная база

Примечания к таблице

Хотя популярность больших мотоциклов с V-образным двухцилиндровым двигателем привела к падению параллельных близнецов, последний сохраняет преимущества перед обычным V-образным двухцилиндровым двигателем:

расположение аксессуаров (воздушный фильтр, карбюраторы, зажигание и т. д.) проще;
эта архитектура потенциально может облегчить доступ к обслуживанию;
при условии, что используется коленчатый вал 270 °, четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель может имитировать слегка «неровное» ощущение четырехтактного V-образного двухцилиндрового двигателя.

Угол поворота коленчатого вала

Для этого типа двигателя существует три основных конфигурации фаз газораспределения коленчатого вала: 360 °, 180 ° и 270 °. Есть незначительные различия для четырехтактных и двухтактных двигателей, в основном в отношении интервалов зажигания. Например, сдвоенный двигатель на 360 ° является естественной конфигурацией для двухцилиндрового четырехтактного двигателя, так как четыре хода поршня в сумме составляют 720 °.

Следующие объяснения в основном относятся к четырехтактным двигателям:

в двигателе, остановленном на 360 °, два поршня поднимаются и опускаются одновременно. Динамический дисбаланс такой же, как у одноцилиндрового двигателя с эквивалентной движущейся массой. Первоначально использовались только противовесы коленчатого вала, но уравновешивающие валы и даже отдельный утяжеленный шатун использовались для уравновешивания свободной силы коленчатого вала — опять же, очень похоже на одиночные цилиндры. Цилиндры срабатывают равномерно и последовательно: взрыв в цилиндре 2 происходит на 360 ° после цилиндра 1 и на 360 ° позже, взрыв цилиндра 1 происходит снова при 720 °, то есть в начале следующего четырехтактного двигателя. цикл. При удвоении количества импульсов зажигания за цикл это приводит к более плавной работе, чем у одиночного цилиндра, даже при том же дисбалансе;
в двигателе 180 ° первый поршень поднимается, а другой опускается. Это уравновешивает первичную свободную силу, но создает дисбаланс крутящего момента, обычно компенсируемый балансирным валом . Этот тип двигателя также имеет вторичный дисбаланс рядных четырехцилиндровых двигателей, обычно без противовеса из-за общей движущейся массы шатунов. 180 ° означает, что цилиндр 2 взрывается на 180 ° после цилиндра 1, а цилиндр 1 больше не срабатывает еще на 540 °, что по-прежнему соответствует 720 ° вращения в четырехтактном цикле. Нерегулярные импульсы зажигания изменяют гармонические колебания из-за сгорания, которые передаются на трансмиссию, раму и все периферийные устройства, прикрепленные к ней. Что еще более важно, он повторно вводит основную гармонику одного цилиндра вместе с другими нечетными гармониками, что приводит к более грубому выходу;
в двигателе на 270 ° один поршень выполняет три четверти оборота за другим. Это приводит к отмене вторичного дисбаланса свободных сил, но не дисбаланса крутящего момента. Первичный дисбаланс — это комбинация свободной силы и крутящего момента, которая снова снижается за счет использования балансирного вала. Это дает интервалы взрыва, идентичные 90 ° V-образному твину , а именно: цилиндр 2 взрывается при 270 ° (3/4 оборота) после цилиндра 1 , а цилиндр 1 снова взрывается при 450 ° (1/4 оборота) после цилиндра 2. , снова всего на 720 ° и в начале следующего цикла. Гармонические колебания этих интервалов снова различны, все еще нерегулярны, но, имея ощущение пульсации, они больше похожи на V-образные, чем на линейные двойники на 360 ° или 180 °; то же самое отражается в их звуках.

360 ° и 180 °

Начиная с 1930-х годов, как и в работах Вэла Пейджа , в большинстве британских двух-параллельных четырехтактных мотоциклов использовалось время поворота коленвала на 360 °. Это позволяло использовать простой карбюратор, как и более старый Meguro, который был копией британского BSA A7 . Близнецам 180 ° и 270 ° требуется двойной карбюратор или впрыск из-за нерегулярных и одновременных пульсаций. Однако в 1960-х японские производители предпочитали сваливание на 180 ° из-за его мягкости, которая позволяла использовать более высокие диеты и большую мощность, как у Honda 450 cm 3 DOHC 180 Black Bomber 1966 года. Этот мотоцикл мог составить конкуренцию британскому твину, современному 650 см 3, откалиброванному на 360 °. как BSA Rocket Gold Star .

Двигатель 180 ° испытывает меньшие насосные потери, чем сдвоенный двигатель 360 °, поскольку рабочий объем в картере остается примерно постоянным. Однако двигатель 180 ° требует отдельной системы зажигания для каждого цилиндра. Близнецы 360 ° могут иметь единую систему зажигания для обоих цилиндров с потерей искры на такте выпуска каждого цилиндра. Мотоцикл BMW F800 с рядным двухрядным двигателем имеет синхронизацию на 360 °, а вибрации, присущие ему, означают, что его двигатель ограничен до 9000 об / мин . BMW уменьшила вибрации, использовав в качестве противовеса третий «рудиментарный» шатун.

Современная разработка с рядным двухцилиндровым двигателем, такая как Yamaha TRX 850 , представляет собой двигатель с углом поворота 270 °, который имитирует звук и ощущение V-образного двухцилиндрового двигателя с углом поворота 90 °, но требует балансировочного вала для уменьшения вибрации. Коленчатый вал 270 ° — это компромисс, который обеспечивает более плавную схему зажигания, чем коленчатый вал 180 °, и меньшую вибрацию, чем коленчатый вал на 360 °. Как и в случае с V-образным двухцилиндровым двигателем на 90 °, поршни рядного двухцилиндрового двигателя на 270 ° никогда не остаются неподвижными в одно и то же время, что снижает чистый обменный момент между коленчатым валом и поршнями за один полный оборот. Величина колебаний проявляется в скорости вращения коленчатого вала, который в сочетании с колесом, приводимым во вращение с наиболее стабильной скоростью, вызывает колебания в кинематической цепи и на контактной поверхности шины. Использование маховика на коленчатом валу делает динамику колебаний необнаружимой во время движения, но все же создает колебательную силу в трансмиссии, которую необходимо учитывать при движении. Конструкция, например, с точки зрения долговечности или ее влияния на ведущую шину (s).

Фил Ирвинг приложил усилия, чтобы минимизировать эти колебания крутящего момента, и для определенного отношения шатуна к ходу смог получить оптимальный разброс 76 ° (294 °) вместо 90 ° (270 °), описанных выше. До этого считалось, что оптимальным вариантом для двух поршней является то, что один поршень движется быстрее всего при остановке другого. Тем не менее, это ставит под сомнение другую половину цикла, где роли поршней меняются на противоположные, но не на противоположные, что означает, что они не компенсируют друг друга во второй раз. Минимизация отклонения скорости за полный оборот фактически достигается за счет гораздо более близкого (но не всегда точно) отклонения на 90 °, что во времена Ирвинга потребовало бы большого количества ручных и / или графических расчетов. Эта минимизация инерционного крутящего момента была также одной из целей Yamaha при разработке двигателя R1 с поперечным расположением двигателя . Следует отметить, что в обоих случаях колебания не были полностью устранены, а лишь значительно уменьшены.

Первыми серийными двухцилиндровыми мотоциклами с параллельным расположением цилиндров с двигателем 270 ° были Yamaha TRX850 1996 года и Yamaha TDM , которые больше не производятся. Современные примеры мотоциклов 270 °, выпускаемых в 2018 году, включают Donnington Norton Commando , Triumph Thunderbird , Speed Twin , Street Twin и Thruxton 1200 , Honda Africa Twin , серию Honda NC700 , Royal Enfield Interceptor 650 и Continental GT и Yamaha MT-07 . КТМ 790 Герцог имеет аналогичный коленчатый вал, установленный на 285 ° или 435 ° (оба интервала зажигания), имитируя звук и ощущение 75 ° V-Twin.

Одной из характеристик рядного двухцилиндрового двигателя с углом обзора 270 ° является то, что он предлагает большую часть ощущений от популярного V-образного двухцилиндрового двигателя с другими преимуществами:

проще и дешевле производить и обслуживать;
нужен только один цилиндр и ГБЦ;
упрощены фильтрация воздуха, впрыск топлива, выхлопных газов и охлаждение;
двигатель легче и предлагает больше возможностей для оптимального положения центра тяжести ;
упрощено расположение аккумулятора;
упрощена конструкция задней подвески;
позволяет использовать более короткую колесную базу для более точного вождения.

2-х тактные двигатели

В двухтактных двухцилиндровых двигателях угол поворота коленчатого вала обычно составляет 180 °, что приводит к двум пикам мощности на оборот. Эта конфигурация вибрирует с удвоенной частотой, но с половиной амплитуды одноцилиндрового двигателя того же рабочего объема.

Янки , который имел 360 ° коленчатого вала, является исключением. Установку Yankee, в которой для двух цилиндров были отдельные камеры сгорания, не следует путать с установкой сплит-сингла, где оба цилиндра имеют одну и ту же камеру сгорания. Другой пример коленчатого вала на 360 ° — военная версия Jawa 350 .

Двигатель выровнен с рамой

Конструкция двухцилиндровых двигателей, работающих в режиме онлайн, часто использовалась в истории мотоспорта для двигателей с двух и четырехтактным двигателем, таких как Dresch 500 cm 3 Monobloc и Sunbeam S7 и S8 .

При установке двигателя на одной линии с рамой мотоцикл может быть таким узким, как одноцилиндровый двигатель, но при этом получается более длинный двигатель. Существенным недостатком двигателей с воздушным охлаждением является то, что задний цилиндр более горячий, чем передний. Для мотогонок они минимизируют переднюю часть двигателя и шасси, обеспечивая более аэродинамический и более узкий передний профиль , эквивалентный одноцилиндровому транспортному средству.

Автомобильное использование

Готлиб Даймлер представил свой рядный двухцилиндровый двигатель Phoenix в 1895 году, который в том же году использовался в автомобилях Panhard . В 1898 году был найден автомобиль Decauville Voiturelle с двухцилиндровым рядным двигателем. Он использовал пару цилиндров, взятых от модели De Dion, установленных спереди и сзади и размещенных под сиденьем.

В 1955 году инженер Аурелио Лампреди сконструировал экспериментальный двигатель Формулы-1 с двумя рядными цилиндрами. Его теория заключалась в том, что этот двигатель будет обеспечивать высокий крутящий момент для цепей с крутыми поворотами. Результатом стал 2,5-литровый прототип Type 116. Во время тестирования он так сильно завибрировал, что сломал испытательный стенд . Этот двигатель никогда не использовался в гоночных автомобилях.

Вертикальные двухцилиндровые двигатели использовались в очень маленьких автомобилях, таких как микрокары , кейкары и городские автомобили, такие как Fiat 500 и 126 , NSU Prinz , ВАЗ Ока , Dacia Lăstun , Daihatsu Cuore и Mitsubishi Minica . С 1967 по 1972 год Honda производила преемники N360 и N400 и N600 с цилиндрическими двигателями объемом 360 см 3 , 400 см 3 и 600 см 3 . Z600 был произведен с 1970 по 1972 г. С 1958 по 1971 Субару выпустила 360 , задний приведенный в действие воздушного охлаждения Twin двигателя 358 см 3 .

Среди двухцилиндровых бензиновых двигателей, используемых в настоящее время в серийных автомобилях, можно выделить двигатель объемом 623 см 3, используемый в Tata Nano и Fiat TwinAir — 974 см 3 воздуха и один турбированный 875 см 3 — в Fiat 500 , Fiat Panda , Fiat Punto. , Lancia Ypsilon и Alfa Romeo MiTo .

Среди дизельных цилиндрических двигателей, используемых в настоящее время в производстве автомобилей, есть двигатель с турбонаддувом объемом 1201 см 3 с впрыском Common Rail , используемый в Piaggio Porter . Еще один одноцилиндровый дизельный двигатель был разработан для Tata Nano и, по сообщениям СМИ, он может быть запущен в начале 2014 года. Его характеристики не разглашаются, хотя по неофициальным сообщениям он будет иметь рабочий объем 624 см 3 .

Использование на судовых двигателях

Рядные двухцилиндровые двигатели обычно используются на флоте, как в бортовых, так и в подвесных версиях , таких как модели Suzuki 15 или в качестве газотурбинных двигателей .

К 1950-м годам производители подвесных моторов решили использовать базовую концепцию рядных двигателей, когда цилиндры располагались друг над другом, а коленчатый вал приводил в движение карданный вал . Экспериментальный двигатель использовал два блока рядных двигателей, собранных для создания 4-цилиндрового двигателя.

В начале XX — го века , парусный рыболовные суда , такие как Morecambe Bay Prawners и Ланкашир Ноббис иногда модернизированный стационарный двигатель, такие как рядные двигатели Список или Кельвин E2. Хотя современные узкие лодки, которые пересекают по английским каналам, сейчас, как правило, имеют автомобильные двигатели в морской версии с 4 цилиндрами, более традиционалисты предпочитают устанавливать старые 2-цилиндровые дизельные двигатели типа «топор», такие как Lister Petter, на воздушное охлаждение. (который также имел 3-цилиндровую версию).

Использование авиации

Рядные двухцилиндровые двигатели, такие как Hirth 2704 , обычно используются в сверхлегких одноместных автожирах и небольших самолетах ручной сборки, оснащенных снегоходами. Еще одним очень популярным рядным двухтактным двигателем, который развивал 30 л.с., был Cuyuna 430-D, который произошел от модифицированного снегохода . Все больше и больше современных сверхлегких самолетов, как правило, используют двигатели, такие как Rotax 503 или 582, разработанные для этой цели.

Рядные двухцилиндровые двигатели иногда также используются в моделях самолетов .

Другое использование

Рядные двухцилиндровые двигатели обычно используются американским производителем квадроциклов, гидроциклов и снегоходов Polaris .

Эти типы двигателей использовались в сельскохозяйственном оборудовании, в первую очередь John Deere, чьи большие двухцилиндровые двигатели использовались в их линейке сельскохозяйственных тракторов до 1960 года.

Такие моторы обычно используются в снегоходах и квадроциклах.

Эта конструкция двигателя использовалась в двухтактных, четырехтактных и дизельных версиях с воздушным и водяным охлаждением , с карбюраторами и турбонагнетателями .

Примечания и ссылки

Заметки

↑ Например, RY51 Campania зарегистрирован в Ramsey.
↑ Kelvin E2 3 литра, 2-цилиндровый бензин-парафиновый.

Двигатель зид 2 х цилиндровый характеристики

К числу наиболее популярных моделей стационарных двигателей, получивших широкое распространение в СССР, целесообразно отнести двигатель УД 2. Подобные устройства использовались в конструкциях различного оборудования — насосов, генераторов и других приборов. Длительный срок службы изделия, превосходные технические характеристики и простое устройство сделали его крайне востребованным среди потребителей.

Назначение двигателя УД-2

Прежде чем более подробно изучить технические характеристики двигателя УД2, необходимо более подробно рассмотреть его тип и назначение. Он относится к категории многофункциональных силовых агрегатов среднефорсированного типа, что позволяет использовать его в широком спектре устройств.

УД 2М использовался в:

различных моделях бензоэлектрических агрегатов, генераторов;
насосном оборудовании;
приводах компрессоров, лебедок и других механических узлах;
моторных лодках различного назначения.

Массовый выпуск первых экземпляров УД начался в 1952 году на моторном заводе в Ульяновске, когда были изготовлены моторы трех различных модификаций. Со временем линейка силовых агрегатов была дополнена в 1967 сразу двумя моделями.

Устройство представляет собой агрегат 4-х тактного типа с клапанами, расположенными в нижней части изделия, за исключением более поздних модификаций.

Ресурс двигателя при своевременном техническом обслуживании крайне велик, что позволяет использовать его до сих пор, особенно в удаленных регионах страны. Огромное значение имеет правильная регулировка зажигания, которая позволяет успешно заводить устройство даже в условиях низких температур.

Технические характеристики двигателя УД-2

Желая выяснить особенности, которыми обладает двигатель УД2 М1, а также другие модификации, целесообразно изучить рабочие показатели этой серии моторов. Они практически идентичны для всех модификаций этой серии и делают агрегат оптимальным вариантом для установки на различную спецтехнику, а также самодельные устройства.

Основные технические характеристики УД-2:

объем изделия — 610 см3;
мощность — 8 л.с.;
количество цилиндров — 2, диаметром 7,2 см;
система смазки — комбинированная;
рекомендуемый тип масла — минеральное;
система охлаждения — принудительная, воздушного типа;
подача топлива — карбюраторная;
габариты (ДхШхВ) — 55х48,5х55,5 см;
тип потребляемого топлива — неэтилированный А-72; А-76;
вес изделия — 72 кг.

Благодаря небольшому уровню расхода топлива, который составляет порядка 370 г/л.с. в час, цена эксплуатации техники крайне экономичная. При этом небольшой вес агрегата и обилие запчастей, позволяют значительно сэкономить на техническом обслуживании, ремонте, выполняя необходимые работы самостоятельно.

Переделка мотора не пользуется большой популярностью среди владельцев, поскольку он обладает оптимальными характеристиками. Значительно чаще «Ульяновец» используется в качестве силового агрегата для сборки различных самодельных видов спецтехники — тракторов, мотоблоков, культиваторов.

Устройство двигателя УД-2

Как показывают многочисленные отзывы владельцев подобного устройства, оно отличается простой, надежной конструкцией, которая способна прослужить долгие годы при надлежащем отношении. Основным элементом двигателя представляется картер, составными узлами которого являются 2 корпусные детали.

К числу других важных составляющих целесообразно отнести:

кривошипно-шатунный механизм, установленный в картере;
поршневая группа;
коленвал;
маховик.

Необходимо отметить, что при изготовлении деталей этого силового агрегата использовалось сразу 2 материала. Для элементов, больше других подверженных износу, в качестве материала изготовления был выбран чугун, а для других менее ответственных деталей — алюминиевый сплав. Это позволило снизить вес агрегата, а также увеличить срок его службы.

Модификации двигателя УД-2

За время выпуска этого легендарного отечественного мотора Ульяновским заводом было выпущено 4 основных его модификаций. Они отличаются между собой мощностными показателями, а также конструктивными особенностями:

УД2С-М1 — оснащен редуктором РО-1;
УД2Т-М1 — отличается наличием 8-литрового топливного бака;
УД2СТ-М1 — предусматривает наличие редуктора и топливного бака.

Необходимо упомянуть модификацию УД2-1МС, которая отличалась наличием электростартера. Он позволял сделать старт двигателя значительно увереннее, благодаря чему эта модификация использовалась в армейской технике.

Заключение

Ульяновец УД-2 стал популярным мотором, который повсеместно использовался в различных типах оборудования, в том числе самодельного. Благодаря сочетанию оптимальных технических параметров, низкой стоимости обслуживания, а также длительного срока службы мотор по праву считается универсальным.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Малолитражный стационарный двигатель УД-2 используется для работы в передвижных или стационарных установках в качестве вспомогательного двигателя, установках оснащенных электрогенератором, в качестве двигателя для самодельных минитракторов.
Устройство двигателя УД-2:
Двигатель УД-2 состоит из распределительного механизма, систем охлаждения и смазки, кривошипно-шатунного механизма, пускового механизма, системы питания с регулятором и зажигания.
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня для вращения коленчатого вала. КШМ двигателя состоит из поршня, шатуна, коленчатого вала, цилиндра, поршневого пальца, картера и маховика. Коленчатый вал размещается в картере на двух шарикоподшипниках. На переднем конце коленвала установлены: маховик, шарикоподшипник, шестерня коленчатого вала и смазочный подшипник.

Шатун — двутаврового сечения, кованый, соединяется с поршнем при помощи поршневого пальца. Поршень изготовлен из сплава алюминия и оснащен одним стальным маслосъемным кольцом и двумя компрессионными. Двигатель УД-2 оснащен цилиндром изготовленного из сплава специального чугуна. Головка цилиндра отлита из алюминия и крепится к цилиндру при помощи шпилек. Маховик произведен из серого чугуна и служит для вывода поршневой группы из мертвых точек, а также для подачи воздуха к головке цилиндра и цилиндрам двигателя.

Картеры двигателя служит в качестве основания для монтажа основных узлов и деталей. Он состоит из верхнего и нижнего картера, соединяющиеся между собой гайками и шпильками. На нижнем картере имеется сливное отверстие оснащенное пробкой и используемое для слива масла.

Система смазки необходима для подачи масло ко всем трущимся деталям. К шатунному подшипнику масло подается под давлением, а к поршню — путем разбрызгивания. Основными узлами и деталями системы смазки являются: масляный насос, маслоприемник, маслоуказатель, смазочный подшипник и масляный фильтр.

Система питания предназначена для подготовки рабочей смеси и своевременная ее подача в цилиндры двигателя. Система питания включает в себя следующие устройства: карбюратор К-16 В, воздушный фильтр и газопровод. Воздушный фильтр служит для очистки воздуха поступаемового в цилиндры от твердых частиц. Топливо подается самотеком в карбюратор из бензобака.

Система зажигания состоит из магнето М68Б1 высокого напряжения, токоподводящих проводов и свечей. Назначение зажигания — воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя.
Двигатель УД-2 охлаждается принудительно путем открытия или закрытия жалюзи в кожухе маховика.

Для приведения в действие различных устройств применяются специальные механизмы – двигатели стационарного типа. Двигатель УД 2 с охлаждением воздушным способом, является ярким примером стационарных установок. Он отличается упрощенной конструкцией, легко поддается ремонтным операциям и восстановлению технических и эксплуатационных характеристик. Чаще всего такое оборудование используется для технических средств. Двигатель УД-2 – это карбюраторный 2-х цилиндровый силовой агрегат. Он производится на моторном заводе УМЗ в городе Ульяновске.

Устройство двигателя УД 2

В состав данного силового агрегата входят следующие узлы и системы:

Картер.
Распределительный механизм.
Смазочная и охлаждающая системы.
Топливная система.
Кривошипно-шатунный механизм.
Системы запуска и зажигания.

Технические характеристики двигателя УД 2:

Мощность двигателя	6 – 8 лошадиных сил
Тип потребляемого топлива	Бензин с низким октановым числом
Объем цилиндров	0,61 л
Количество оборотов коленвала	3000 об/мин (максимальное значение)
Расход горючего	370 гр/л.с. ч
Вес силового агрегата	72 кг
Габаритные размеры	0,55х 0,485х 0.556 м
Число цилиндров	2

Некоторые особенности рабочих узлов двигателя УД-2

Картер двигателя состоит из 2-х половинок, изготовленных из чугунного сплава. Между ними устанавливается уплотняющий элемент – специальная прокладка, благодаря которой моторное масло не просачивается наружу. В нижней части корпуса имеется сливное отверстие с пробкой. Через специальный люк, расположенный в боковой части картера, имеется доступ к деталям кривошипно-шатунного механизма и масляному фильтру.

Коленчатый вал считается одной из основных деталей силового агрегата. Материал изготовления вала – специальная сталь. Опорами коленвала служат шариковые подшипники, установленные в стенках картера. На торцах вала расположены сальники, предотвращающие масляные протечки.

Алюминиевые поршни оснащены компрессионными и маслосъемными кольцами.

Для смазывания трущихся поверхностей узлов, деталей двигателя предусмотрена система смазки. Здесь имеется специальная ванна с моторным маслом, емкостью 4 литра. Смазывание производится двумя способами: при помощи разбрызгивания и под напором. Масло подается при помощи шестеренного насоса. В состав масляного фильтра входят сменные фильтрующие элементы в виде бумажных пластин.

Интересно: Чтобы проверить степень давления масла в системе, конструкцией предусмотрен специальное устройство механического типа. Датчик выполнен виде металлического штифта. Когда этот штифт выдвинут из корпуса на заданную длину, считается, что давление масла нормальное.

Бензин подается в рабочие цилиндры при помощи карбюратора марки К-16В. Для зажигания используется магнето с индексом М-68Б1, оснащенное устройством, регулирующим угол опережения в автоматическом режиме. Благодаря данному узлу, двигатель УД-2 стабильно работает на разных оборотах.

Модификации двигателя УД2

На базе основной модели выпускаются новые версии двигателей. Дли их обозначения в маркировку каждого варианта введены буквенные индексы:

двигатели, предназначенные для работы с генератором, имеют в своем обозначении литеру «Г», в конструкцию УД2-Г включены: электростартер, а также переходное приспособление в виде колокола, в системе зажигания имеется магнето для обеспечения постоянного угла опережения;
двигатели с литерой «С» созданы для техники сельхоз назначения (тракторов, минитракторов);
вариант «В» используется в плав средствах, в состав двигателей «УД2-В» входит механизм сцепления и реверсный редуктор заднего хода, в комплектацию данного мотора включено специализированное оборудование в виде винта и вала гребного;
мотор марки УД2-Т –версия, выпускается для техники, занятой на дорожных работах, в ее конструкцию входит электростартер, а также специальное переходное приспособление в виде фланца для подсоединения с коробками передач различных типов.

Модернизированные двигатели УД 2М

В результате многочисленных модернизаций, которые проводились в конце девяностых годов прошлого столетия, в маркировке силовых агрегатов появилась дополнительная приставка «М». Двигатель УД 2 модернизация: теперь современная базовая конструкция обозначается УД2-М1. Существует несколько исполнений двигателей УД 2М, их конструкция и технические характеристики получили некоторые изменения:

В состав силового агрегата УД2С-М1 входит топливный бак емкостью 20 литров, редуктор РО-1.
Двигатель УД2Т-М1 имеет восьмилитровый бак для топлива, который размещен сверху над корпусом. Заправленного количества бензина достаточно для беспрерывной работы в течение полутора часов.
Силовой агрегат УД2СТ-М1 имеет такой же топливный бак, вдобавок в его состав включен РО-1.

Минитрактор с двигателем УД 2

Двигатель данной марки очень часто устанавливается на самодельной технике. При создании минитрактора своими руками большое внимание уделяется такому параметру, как вес силового агрегата. Благодаря большой массе мотора, обеспечивается хорошая устойчивость маленького трактора при его агрегатировании с приспособлениями, выполняющими различные сельскохозяйственные работы.

Одновременно с мотором УД 2, народные мастера устанавливают на самодельную технику коробки передач, снятые со стареньких «Москвичей» или «Жигулей». Соединение валов мотора и КПП осуществляется при помощи специальных переходных приспособлений. Коленчатый вал передает вращение на рабочие узлы и привод генератора посредством специальных шкивов. Часто минитракторы с установленным двигателем УД-2, работают с подъемным оборудованием, позаимствованным у грузовых автомобилей.

Источник https://hmong.ru/wiki/Flat-twin_engine

Источник https://ru.frwiki.wiki/wiki/Moteur_bicylindre_en_ligne

Источник https://vmeste-masterim.ru/dvigatel-zid-2-h-cilindrovyj-harakteristiki.html