V12 двигател: как работи, характеристики и приложения

V12 двигател: как работи, характеристики и приложения – всичко за конструкцията, предимствата, видове гориво и употреби в луксозни, спортни и тежкотоварни автомобили.

Двигател V12, често наричан просто V12, е двигател с вътрешно горене с 12 цилиндъра. Двигателят има по шест цилиндъра от всяка страна, наречени "банки". Двете банки образуват ъгъл във формата на буквата "V". В повечето двигатели двата цилиндъра са разположени под ъгъл 60° един спрямо друг. Всичките дванадесет бутала въртят общ колянов вал. Той може да се захранва с различни видове горива, включително бензин, дизелово гориво и природен газ. V12 конфигурацията съчетава висока мощност с много равномерна работа и често се използва там, където гладката работа и култовият звук имат значение.

Как работи и защо е „плавен“

V12 двигателят по същество представлява два редови шестцилиндрови блока, свързани към един общ колянов вал. При четиритактов цикъл пълният оборотов цикъл за всички цилиндри е 720° на коляновия вал, а при 12 цилиндъра това означава, че импулсите за горене се сменят на всеки 60° въртене (720° / 12 = 60°). Това осигурява много равномерно разпределение на силите и малко пулсации в въртящия момент.

V12 има почти перфектен първичен и вторичен механичен баланс, което означава, че не се налагат допълнителни балансиращи валове, които често са нужни при по-малко броени цилиндри. В зависимост от конструкцията (ъгъл на V, схема на запалване и проектиране на коляновия вал) двигателът може да има напълно равномерно запалване и изключително плавен ход — качества ценени в луксозни, спортни и индустриални приложения.

Конфигурация и ъгли на V

Често използваните ъгли на „V“ са 60° и 90°, но срещат се и 45°, 120° и дори 180° (плосък V12). При 60° V12 е компактен и естествено осигурява равномерно запалване за стандартен колянов вал; това е една от причините 60° да е предпочитан за автомобилни приложения. По-големите ъгли могат да променят височината/широчината на агрегата и центъра на тежестта, което инженерите използват в зависимост от мястото за монтаж и целите на проектирането.

Предимства

• Отличен баланс и ниски вибрации — гладка работа без нужда от сложни компенсиращи механизми.
• Непрекъснат въртящ момент — малки интервали между отделните запалвания водят до равномерно предаване на мощността.
• Висока мощност и въртящ момент — много цилиндри означават по-голяма зидание на мощност в компактни размери.
• Харизматичен звук — характерна, „богата“ тоналност, търсена в спортни и луксозни автомобили.

Недостатъци

• По-голямо тегло и размер — повече компоненти и голяма дължина/широчина в сравнение с по-малки конфигурации.
• Сложност и цена — по-високи производствени и сервизни разходи; по-скъп за поддръжка.
• По-рядък в съвременните масови автомобили — тенденцията към разграфяване (downsizing) и електрифициране намалява използването му в сериозно количество.

Приложения

• Луксозни и спортни автомобили — където гладката работа, силата и звуковият характер са приоритет (много световни производители използват или са използвали V12 агрегати).
• Състезателни коли — преди появата на агрегати с по-малък брой цилиндри и турбокомпресори, V12 е предпочитан за висока мощност и отзивчивост.
• Морски двигатели и генератори — големите V12 дизелови агрегати се използват в яхти, плавателни съдове и стационарни електрогенератори.
• Военна и индустриална техника — V12 се среща в някои съвременни и исторически приложения в силова техника, където е необходима надеждна голяма мощност.

Поддръжка и експлоатация

V12 изисква редовна поддръжка като всяка друга сложна агрегатна система: смяна на масла и филтри, регулиране на газоразпределението (ако е нужно), контрол на охладителната система и своевременна проверка на горивните и запалителните системи. Поради по-големия брой части, сервизните интервали и поправките могат да бъдат по-скъпи.

Съвременни тенденции

През последните десетилетия наблюдаваме тенденция към намаляване на броя на цилиндрите (downsizing), внедряване на турбокомпресори и електрифициране. Това доведе до по-рядко използване на атмосферни V12 в масовите автомобили. Въпреки това V12 остава желана опция за производителите на върхови луксозни и екзотични модели, където звукът, характерът и непрекъснатата мощност са ключови аргументи. Също така в промишлени и морски приложения V12 дизелови агрегати продължават да бъдат актуални заради своята надеждност и ресурс.

Заключение

V12 е архитектура с богат набор от качества: перфектен баланс, плавна работа и впечатляващ звук — характеристики, които я правят идеална за специфични приложения, въпреки по-високата цена и размери. За ентусиастите и инженерите V12 остава символ на мощност и прецизност в двигателостроенето.

Авиация

Двигателите V12 се използват за първи път в самолетите. До края на Първата световна война V12 са популярни в изтребителите и бомбардировачите. Много цепелини са имали двигатели V12.

Rolls-Royce Merlin V12 задвижва изтребителите Hawker Hurricane и Supermarine Spitfire, които изиграват жизненоважна роля за победата на Великобритания в битката за Британия. Дългата и тясна конфигурация на V12 допринася за добрата аеродинамика, а изключителната му плавност позволява използването му при сравнително леки и крехки планери.

След Втората световна война двигателите V12 са заменени предимно с турбореактивни и турбовитлови двигатели. Тези двигатели произвеждат повече мощност за своето тегло и създават по-малко проблеми при големите самолети.

Двигател Rolls-Royce Merlin в Avro York

Пътнически автомобили

При автомобилите двигателите V12 не са често срещани поради тяхната сложност и цена. Обикновено те се срещат само в спортните и луксозните автомобили от висок клас. За тези автомобили те са желани заради мощността си, ниските вибрации и характерния звук.

Преди Втората световна война двигателите V12 се използват в много луксозни автомобили. През 30-те години на миналия век двигателите V8 започват да заместват V12. Конструкцията на двигателя V8 е подобрена, за да стане по-лек и да произвежда повече мощност от V12. След Втората световна война само няколко автомобилни производители използват двигатели V12.

През 1997 г. Toyota оборудва своята лимузина Century с V12 с обем 5,0 л, което я прави първия японски лек автомобил с V12. През 2009 г. китайската корпорация FAW Group оборудва своя Hongqi HQE с двигател V12 с работен обем 6,0 л, с което става първият китайски лек автомобил с такова оборудване.

1931 Cadillac Series 370 A Coupé V12

Въпроси и отговори

В: Какво представлява двигателят V12?

В: Как са разположени двете банки цилиндри в двигател V12 една спрямо друга?

В: Какви видове горива могат да задвижват двигател V12?

В: Защо двигателят V12 не се нуждае от балансиращи валове?

В: Какви са предимствата на двигател V12 с ъгъл 45°, 60°, 120° или 180° между двете банки цилиндри?

В: Как може да се олекоти двигател V12 в състезателен автомобил?

В: Каква е ползата от използването на двигател V12 в голям тежкотоварен автомобил?

Търсене по буква