Как работает восьмицилиндровый двигатель: полный разбор на наглядном примере

Восьмицилиндровый двигатель – это V-образное устройство с восемью цилиндрами. V8 является очень распространенной конфигурацией для больших автомобильных двигателей. Джейсон Фенске, создатель канала Engineering Explained, распечатал на 3D-принтере модель V8 и наглядно продемонстрировал то, как работает этот сложный механизм. Знать порядок работы цилиндров восьмицилиндрового двигателя может понадобиться во время внепланового ремонта – когда до центра несколько километров, а распознать проблему стоит заранее.

Последовательность, с которой происходит рабочий цикл в каждом из цилиндров, зависит от их количества и расположения, а также типа и конструкции распредвала и коленвала. Очередность фаз должна распределяться поочередно, иначе «жизнь» мотора продлится недолго. Интервал рабочего процесса составляет 90 градусов – такой порядок зажигания восьмицилиндрового двигателя обеспечит мягкое функционирование. Начинать всегда нужно с первого цилиндра: 1 – 5 – 4 – 8 – 6 – 3 – 7 – 2.

Работа восьмицилиндрового двигателя по сравнению с другими типами представляет собой идеальный баланс между мощностью и размером. Кроме того, в производстве такое устройство куда дешевле, чем двигатели V10 или V12, и немного дороже, нежели модель V6. Еще одним плюсом 8-цилиндровых моторов становится повышенный ресурс – количество километров, которое преодолеет машина до первой поездки в сервис.

Существуют также разные конфигурации моторов:

Первый восьмицилиндровый двигатель был запущен в производство еще в 1904 году. Правда, в те времена восьмицилиндровые движки устанавливали не на автомобили, а использовали в самолетах и небольших судах. Небольшая французская фирма Antoinette разработала восьмицилиндровый V-образный двигатель мощностью 50 лошадиных сил. Такой аппарат весил всего 86 кг, что предопределило его широкое применение в авиации. Спустя год, Рено начал эксперименты с установкой V8 и на гоночные автомобили.

В 1905 году английская фирма Rolls-Royce выпустила с конвейера три экземпляра модели – двигатель 8 цилиндров имел рабочий объем 3536 см³. Однако полноценных оборотов фирме набрать так и не удалось, и на сегодняшний день не сохранилось ни одного экземпляра. Две модели были похожи на конную повозку с местом для кучера. И хоть мотор был незаметен, внешний вид такого авто покупателями не понравился. Третья машина уже был с кузовом и низким капотом, но тоже не прижилась.

Надо сказать, в начале двадцатого века французские автопроизводители находились в преддверии технического прогресса – причем касалось это не только области моторостроения. Вот и первый относительно массовый автомобиль с «восьмеркой» под капотом стал французский De Dion-Bouton 1910 года. Именно с De Dion связан первый приход восьмицилиндрового V-образного двигателя на американскую землю. В 1912 году несколько машин были представлены на автомобильной выставке в Нью-Йорке, где очень заинтересовали местных производителей.

Первый серийный американский автомобиль, в котором был представлен 8-цилиндровый двигатель, выпустила компания Cadillac в 1914 году. Под капотом Cadillac Type 51 находился 5,1-литровый мотор мощностью 70 л.с. Такая работа мотора являлась большим открытием в то время! Разработчикам Cadillac удалось сделать двигатель гораздо надежнее, чем французам.

Между тем, выпуская Cadillac Type 51, компания шла на серьезный риск. Малоизвестный и дорогой двигатель, вряд ли вел компанию к серьезному рыночному успеху. Однако, на удивление, новинка разошлась тиражом в 13 тысяч единиц. Это стало спусковым крючком в «гонке цилиндров» среди американских автопроизводителей и способствовало повсеместному распространению восьмицилиндрового двигателя в США.

Важно отметить, что в конце 20-ых устройство восьмицилиндровых двигателей все еще оставалось уделом дорогих автомобилей. Из-за сложности работы мотора, конструкции и довольно небольшого тиража, удешевить производство двигателей попросту не удавалось. Однако все изменилось с появлением Генри Форда. Он поставил задачу разработать простой и дешевый в производстве мотор. Стоит отметить, что инженеры Ford и тут блестяще проявили себя и отлично справились с непростым поручением.

Прежде всего, специалисты разработали технологию создания блока цилиндров и картера в одной отливке. Это разом снизило трудоемкость производства – вместо того, чтобы купить восьмицилиндровый двигатель отдельно, его стоимость была снижена на этапе собственного производства. Кроме того, инженеры упростили вспомогательные узлы двигателя, а где и вовсе избавились от некоторых деталей. Такая оптимизация позволила значительно уменьшить стоимость мотора и сделать его массовым в производстве.

Причем Ford Flathead устанавливался не только в легковые автомобили, но и в другие транспортные средства. В 1953 году Ford снял восьмицилиндровый двигатель с производства, выпустив около 20 миллионов единиц. В настоящее время благодаря тому, как работает восьмицилиндровый двигатель, его балансу, компактным размерам и большому потенциалу, эти моторы обрели заслуженную популярность.