V8 variklio alkūniniai velenai skirstomi į du pagrindinius tipus: kryžminius ir plokščius. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra tarp alkūninių velenų esantis kampas: kryžminio tipo alkūninio veleno kampas yra 90 laipsnių, o plokščiojo - 180 laipsnių. Šie skirtumai tiesiogiai veikia variklio vibracijos lygį ir jo elgseną.
Pirminė vibracija ir jos priežastys
Pirminė vibracija yra vibracija, kurios dažnis sutampa su alkūninio veleno sukimosi greičiu. Ji atsiranda dėl stūmoklių judėjimo variklio cilindre. Bet kuriuo momentu, kai alkūninis velenas sukasi, stūmoklių judėjimo kryptys ir greičiai skiriasi. Pavyzdžiui, viename cilindre stūmoklis gali judėti aukštyn, o kitame - žemyn. Be to, netgi poriniuose cilindruose (pvz., 1 ir 3) stūmoklių judėjimo kryptys gali būti priešingos, sukeldamos variklio vibraciją tiek vertikalia, tiek horizontalia kryptimis.
Dėl švaistiklio geometrinės konfigūracijos stūmoklio greitis judant aukštyn visada yra šiek tiek didesnis nei judant žemyn. Tai sukelia vibraciją variklyje kas 180 alkūninio veleno laipsnių. Siekiant sumažinti šią vibraciją masinės gamybos automobiliuose, būtina naudoti balansinį veleną. Priešingu atveju, variklis gali būti naudojamas tik paprastiems prietaisams, pavyzdžiui, elektriniams žaislams, varyti.
Balansiniai velenai ir jų vaidmuo
Balansinis velenas sukasi dvigubai greičiau nei alkūninis velenas ir yra skirtas kompensuoti stūmoklių judėjimo sukeliamą vibraciją. Ankstyvieji keturių cilindrų varikliai net neturėjo balansinių velenų, dėl ko jų vibracija buvo juntama stipriau. Todėl jau 10-ajame dešimtmetyje automobilių gamintojai, tokie kaip „Cadillac“ ir „Ford“, ieškojo sprendimų, kaip sumažinti vibraciją naudojant 90 laipsnių kampą ir atsvaras.
90 laipsnių kampo V8 variklio privalumas yra tas, kad alkūninio veleno balansinis svoris gali būti naudojamas kompensuoti vibracijos sukimo momentą, kurį sukelia stūmoklio judėjimas kitoje cilindrų eilėje. Pavyzdžiui, kai vienas cilindras juda aukštyn, atsvara juda žemyn, taip neutralizuodama vibraciją.
Kryžminio ir plokščio alkūninio veleno palyginimas
Didžiausias skirtumas tarp kryžminio alkūninio veleno (kampas tarp alkūninių velenų 90 laipsnių) ir plokščio alkūninio veleno (kampas tarp alkūninių velenų 180 laipsnių) yra minėtas kampas tarp alkūninių velenų. Plokščio alkūninio veleno V8 variklis susiduria su ta pačia antrine vibracijos problema kaip ir tiesus 4 variklis. Taip pat, 90 laipsnių tarpas tarp dviejų cilindrų eilių sukelia 180 laipsnių vibraciją. Kryžminio alkūninio veleno atveju, skirtumas tarp dviejų alkūninių velenų rinkinių, atskirtų 90 laipsnių (o ne 180 laipsnių), sukuria privalumų, susijusių su vibracijos mažinimu.
Trūkumai ir našumo apribojimai
Tačiau kryžminis alkūninis velenas ne visada yra geriausias sprendimas, ypač didelio našumo varikliams. Nors vibracija yra nedidelė, dėl sunkios atsvaros variklio vidinė inercija tampa per didelė. Tai neigiamai veikia jautrią variklio reakciją ir aukšto greičio pasiekimą. Be to, tai padidina variklio svorį, kas nėra pageidautina siekiant maksimalaus našumo.
Išmetamųjų dujų srautų trukdžiai taip pat yra svarbus veiksnys našiuose varikliuose. Pavyzdžiui, kai kuriuose „Ford GT“ modeliuose išmetimo vamzdis jungia gretimus cilindrus su skirtingais išmetimo kolektoriais, siekiant optimizuoti dujų srautą ir sumažinti priešspaudimą. Tai rodo, kad net ir kryžminio alkūninio veleno konstrukcija gali būti sudėtinga ir turėti savo trūkumų.
Plokščio alkūninio veleno V8 variklis iš esmės yra dviejų tiesių 4 variklių derinys. Kadangi stūmokliai juda aukštyn ir žemyn poromis, pirminės vibracijos problemos nėra. Tačiau dėl dvigubos antrinės vibracijos atsiranda poreikis naudoti sunkesnį balansinį veleną, kad būtų galima ją suvaldyti.
Lėktuvo tipo alkūninio veleno V8 uždegimo seka yra labai paprasta ir nesukelia problemų, susijusių su uždegimo cilindrų nuoseklumu, kaip gali nutikti su kryžminio alkūninio veleno V8 varikliais.
How Ignition System Works | Explained with Animation, Wiring Diagram, and Parts Overview
tags: #alkuninio #veleno #apsisukimo #daznis