V6 motor

En V6-motor er en sekssylindret stempelmotor der sylindrene deler en felles veivaksel og er anordnet i en V-formet konfigurasjon .

De første V6-motorene ble uavhengig designet og produsert av Marmon Motor Car Company , Deutz Gasmotoren Fabrik og Delahaye . De viktigste V6-motorene bygget etter andre verdenskrig var Lancia V6-motoren designet av ingeniør Francesco De Virgilio i 1950 for Lancia Aurelia , [1] og Buick V6-motoren i 1962 for Buick Special . V6-oppsettet ble senere det vanligste oppsettet for bilmotorer med seks sylindre.

Design

På grunn av sin korte lengde brukes V6-motorer ofte som et større motoralternativ for kjøretøyer som ellers ville blitt produsert med firesylindrede rekkemotorer, spesielt i kjøretøyer med tverrmotorer . En ulempe for luksusbiler er at V6-motorer produserer flere vibrasjoner enn straight-seks-motorer . Noen sportsbiler bruker flate sekssylindrede motorer i stedet for V6-motorer, på grunn av deres lavere tyngdepunkt (som forbedrer håndteringen).

Slagvolumet til moderne V6-motorer er typisk mellom 2,5 og 3,5 liter, selv om større og mindre eksempler har blitt produsert, for eksempel 1,8-liters Mazda V6 brukt i 1991-1998 Mazda MX3 , [2] mens den største V6 som ble bygget var 7,8-liters GMC V6 brukt i 1962 GMC C/K 6500-serien .

Balanse og jevnhet

Alle V6-motorer, uavhengig av V-vinkelen mellom sylinderbankene, er gjenstand for primær ubalanse på grunn av det odde antallet sylindre i hver sylinderbank. Sekssylindrede rekkemotorer viser ikke denne ubalansen. For å redusere vibrasjonene forårsaket av denne ubalansen, bruker de fleste V6-motorer en harmonisk demper på veivakselen og/eller en motroterende balanseaksel .

Sekssylindrede modeller har mindre pulsering i kraftlevering enn firesylindrede motorer, på grunn av overlappingen av kraftslagene til den sekssylindrede motoren. I en firesylindret motor er kun ett stempel i et kraftslag til enhver tid. Hvert stempel stopper helt og reverserer retning før det neste starter sitt kraftslag, noe som resulterer i et gap mellom kraftslagene, spesielt de lavere motoromdreiningene per minutt (RPM). I en sekssylindret motor med jevnt avfyringsintervall begynner det neste stempelet sitt kraftslag 60° før det forrige slutter, noe som resulterer i en jevnere krafttilførsel til svinghjulet.

Sammenligning av motorer på et dynamometer, viser en V6-motor umiddelbare dreiemomenttopper på 154 % over gjennomsnittlig dreiemoment og daler 139 % under gjennomsnittlig dreiemoment, med en liten mengde negativt dreiemoment (reversering av motormoment) mellom kraftskuddene. Når det gjelder en firesylindret motor, er toppene omtrent 270 % over gjennomsnittlig dreiemoment og 210 % under gjennomsnittlig dreiemoment, med 100 % negativt dreiemoment levert mellom slagene. Imidlertid viser en V6 med uberegnelige skyteområder på 90 ° og 150 ° store dreiemomentvariasjoner på 185 % over og 172 % under gjennomsnittlig dreiemoment. [3]

Sylinderbankvinkler

10 til 15 grader

Siden 1991 har Volkswagen produsert smalvinklede VR6-motorer med V-vinkler på 10,5 og 15 grader. Disse motorene bruker et enkelt sylinderhode som deles av begge sylinderbankene, i en design som ligner på Lancia V4 -motoren fra 1922-1976 . VR6-motorer ble brukt i tverrgående forhjulsdrevne biler opprinnelig designet for inline firesylindrede motorer. På grunn av den minimale ekstra lengden og bredden til VR6-motoren, kunne den monteres relativt enkelt på motorrommene, for å gi en 50 prosents slagvolumsøkning.

Siden det ikke er plass i V-en mellom sylinderbankene for et inntakssystem, er alle inntak på den ene siden av motoren og alle eksosene på den andre siden. Bruker en avfyringsrekkefølge på 1-5-3-6-2-4 (som er avfyringsrekkefølgen som brukes av de fleste straight-seks motorer), i stedet for den vanlige V6-skuddrekkefølgen på 1-2 -3-4-5- 6 eller 1-6-5-4-3-2.

60 grader

En 60 graders V-vinkel er den optimale konfigurasjonen for V6-motorer med hensyn til motorbalanse. [4] Ved bruk av individuelle veivakselstifter for hver sylinder (dvs. ved bruk av en seks-kaster veivaksel), kan det brukes et jevnt skyteområde på 120 grader. Dette avfyringsintervallet er et multiplum av 60 graders V-vinkel, slik at forbrenningskreftene kan balanseres ved å bruke riktig avfyringsrekkefølge .

Den tresylindrede rekkemotoren som danner hver sylinderbank, produserer imidlertid ubalanserte gjensidige og roterende krefter. Disse kreftene forblir ubalanserte i alle V6-motorer, noe som ofte fører til bruk av en balanseaksel for å redusere vibrasjoner.

Lancia V6-motoren fra 1950 var banebrytende i bruken av en seks-kaster veivaksel for å redusere vibrasjoner. Nyere design bruker ofte en tre-kast veivaksel med "flygende armer" mellom veivakselpinnene for å gi et jevnt 120-graders brannområde. Det er derfor mulig å bruke et par motvekter på veivakselen for å nesten perfekt oppheve primærkreftene [5] (p16) og redusere sekundærvibrasjoner til akseptable nivåer. [5] (s. 13-16) Motorfester kan utformes for å absorbere disse gjenværende vibrasjonene [5] .

En 60-graders V-vinkel gir en smalere motor enn V6-motorer med større V-vinkler. Denne vinkelen resulterer ofte i en samlet kubeformet motorstørrelse, som gjør det lettere å sette inn motoren på langs eller på tvers i motorrommet.

90 grader

Mange produsenter, spesielt amerikanske, bygde V6-motorer med en 90-graders V-vinkel basert på deres eksisterende 90-graders V8-motorer. Slike konfigurasjoner var enkle å designe ved å fjerne to sylindre og erstatte fire-kast veivakselen til V8-motoren med en tre-kast veivaksel. Denne reduksjonen i designkostnadene tillot den nye V6-en å dele komponenter med V8-motoren, og noen ganger tillot produsentene å bygge V6- og V8-motorene på samme produksjonslinje.

Ulempene med en 90-graders design er en større motor som er mer utsatt for vibrasjoner enn en 60-graders V6. De første 90-graders V6-motorene (som Buick Fireball V6-motoren ) hadde tre delte veivakselstifter arrangert 120 grader fra hverandre, på grunn av deres opprinnelse fra V8-motorer. Dette resulterte i en uberegnelig skyteordre, der halvparten av sylindrene brukte et 90-graders skytefelt og den andre halvparten brukte et 150-graders skytefelt. Uregelmessige skyteintervaller resulterte i uregelmessige motorer med "ubehagelige" vibrasjoner ved lave hastigheter.

Flere moderne 90-graders V6-motorer reduserer vibrasjon ved å bruke delte veivakselstifter forskjøvet 30 grader mellom par av stempler, noe som skaper et jevnt avfyringsområde på 120 grader for alle sylindre. [4] For eksempel var Buick 231 "uniform fire" V6 -motoren fra 1977 en oppdatert versjon av Buick Fireball-motoren med en delt pivot veivaksel for å redusere vibrasjon samtidig som den oppnådde en enhetlig skyteordre. [5] ( s16) [7] En slik "delt" veivakseltapp er svakere enn en rett, men moderne metallurgiske teknikker kan gi en tilstrekkelig sterk veivaksel.

En balanseaksel og/eller veivakselmotvekter kan brukes for å redusere vibrasjoner i 90 graders V6-motorer. [5] (s. 14-44)

120 grader

Ved første øyekast kan 120 grader virke som den optimale V-vinkelen for en V6-motor, ettersom par med stempler i vekslende banker kan dele veivakselpinnene i en trekasters veivaksel, og forbrenningskreftene balanseres av rekkevidden. til vinkelen mellom sylinderbankene. En 120-graders konfigurasjon, i motsetning til 60-graders eller 90-graders konfigurasjoner, vil ikke kreve veivaksler med flygende armer, delte veivakselstifter eller syv hovedlagre for å gå jevnt. Den primære ubalansen forårsaket av det odde antallet sylindre i hver sylinderbank forblir imidlertid fortsatt i en 120-graders V6-motor. Dette skiller seg fra den perfekte balansen som oppnås med en 90 graders V8-motor med en ofte brukt tverrplanveivaksel, fordi inline fire-motoren i hver bank av V8-motoren ikke har denne primære ubalansen.

En 120-graders design resulterer også i en stor bredde for motoren, og er bare litt smalere enn en flat sekssylindret motor (som ikke har balanseproblemene til V6-motoren). Derfor ble flat-seks-motoren brukt i forskjellige biler, mens bruken av 120-graders V6-motoren var begrenset til noen få lastebil- og racerbilmotorer, med unntak av McLaren Automotives M630 V6-motor, som bruker en vinkel på 120 grader. med en enkelt balanseaksel for å eliminere alle primærparene. McLaren M630-motoren utnytter også vidvinkelen ved å plassere turboladerne inne i V-en, ofte referert til som "hot vee"-konfigurasjonen.

Andre vinkler

Andre vinklede V6-motorer er mulige, men kan lide av alvorlige vibrasjonsproblemer med mindre de er utformet veldig nøye. Viktige V-vinkler inkluderer:

• 45 grader - EMD 567 og EMD 645 lokomotiv , marine og stasjonære dieselmotorer. Disse motorene var basert på V8- og V16-motorer som også brukte en 45 graders V-vinkel.
• 54 grader - 1994-2004 General Motors bilmotor ved 54 grader. En litt mindre enn vanlig V-vinkel ble brukt for å redusere motorbredden, slik at den kunne brukes i små tverrmotoriserte forhjulsdrevne biler.
• 65 grader - Motor for Ferrari Dino bil fra 1956-1975. V-vinkelen ble økt fra den da vanlige vinkelen på 60 grader for å tillate bruk av større forgassere (for potensielt høyere hestekrefter i race tuning). Veivakselstifter med 55 graders forskyvning innenfor hvert par sylindere ble brukt for å oppnå det jevne avfyringsområdet til en 60 graders V6-motor. Den 2009-nåværende Nissan-Renault V9X-bilmotoren brukte også en 65-graders mager vinkel, for å la en turbolader passe mellom sylinderbankene.
• 72 grader - Mercedes-Benz Bluetec bildieselmotor. Denne motoren bruker 48 graders forskjøvet veivakselpinner for å oppnå et jevnt skyteområde.
• 75 grader - 1992-2004 Isuzu V-motor brukt i Isuzu Rodeo og Isuzu Trooper . Disse motorene ble produsert i både SOHC- og DOHC-versjoner. En 75-graders V6-motor brukes også av 2016 Honda NSX .
• 80 grader - 1988 Honda RA168-E-motor brukt i Formel 1 McLaren MP4 / 4 racerbil.

Bruk i biler

I 1906, noen år etter fødselen av V4- og V8-motorene, ble den første kjente V6-motoren bygget. Denne V6-motoren var en enkelt bilmotorprototype bygget av Marmon Motor Car Company i USA. [8] Motoren nådde ikke produksjon. På samme måte ble en enkelt prototypemotor produsert av Buick i 1918. [9] (p77-78)

I 1911 produserte Delahaye den første 3,2-liters 30° DOHC installert i Delahaye Type 44-bilen. [10]

Lancia V6-motoren ble introdusert i Lancia Aurelia fra 1950. Lancia har produsert V4-motorer i omtrent 30 år, og et av hovedmålene var å redusere vibrasjoner sammenlignet med V4-motoren. V6-motoren brukte en 60-graders V-vinkel og seks veivakselpinner, noe som resulterte i en jevn avfyringsrekkefølge for å redusere vibrasjoner. [11]

Andre produsenter la merke til det og snart ble flere V6-motorer planlagt. I 1959 ble GMC V6-motoren introdusert i form av en 5-liters bensinmotor brukt i pickuper. Buick V6-motoren ble introdusert i 1962 og var basert på Buicks moderne V8-motor. Den brukte deretter en 90-graders V-vinkel og uberegnelig skyteordre, noe som resulterte i høye vibrasjoner.

Ford introduserte sine europeiske landeveismotorer i 1965 med den tyske divisjonens Cologne V6 og Ford Essex V6-motoren , introdusert av Fords britiske divisjon i 1966; begge motorene brukte en 60 graders V-vinkel. Dino 206 GT fra 1967 var Ferraris første V6 landeveisbil, med en V-vinkel på 65 grader.

1979-2005 Alfa Romeo V6-motoren ble introdusert i Alfa Romeo Alfa 6 luksussedan og senere brukt i mange andre Alfa Romeo-modeller. Denne motoren brukte en 60-graders V-vinkel, helt aluminiumskonstruksjon og to ventiler per sylinder. En turbo-versjon ble introdusert i 1991 og en versjon med fire ventiler per sylinder ble introdusert i 1997. Også i 1970 ble Citroën SM grand tourer introdusert, drevet av en 90 graders V6 bygget av Maserati. 90 ° General Motors V6-motoren ble introdusert i 1978 og produsert i 36 år .

Den første masseproduserte japanske V6-motoren var Nissan VG-motoren , en 60 graders design produsert fra 1983 til 2004. Honda C-motoren ble introdusert i 1985, fulgt av Mitsubishi 6G7-motoren i 1986, Toyota VZ-motoren i 1988 , fra Mazda K-motoren i 1991 og Isuzu V-motoren i 1992. Hyundai introduserte den første sørkoreanske Hyundai Sigma-motoren basert på delt teknologi fra Mitsubishi-enheten i 1995.

Tyske luksusbilprodusenter var relativt trege med å ta i bruk V6-motorer, med den første 90-graders SOHC-motoren som ble introdusert i 1990 Audi 100 (C4) .

På midten av 1990-tallet var V6-oppsettet den vanligste konfigurasjonen for sekssylindrede bilmotorer, med V6-motorer som erstattet de fleste rette seks-motorer.

Motorsport

Lancia Aurelia (den første produksjonsbilen med V6-motor) var også vellykket i motorsport. Fire av Aurelia B20 Coupés kom inn i 1951 Mille Miglia med de beste bilene klassifisert på andre og fjerde plass. [12] [13] En 3 102 cc (189 cu in) versjon av Lancia V6-motoren den produserte var 230 PS (169 kW) brukt i Lancia D24 . D24 konkurrerte i motorsport og vant Carrera Panamericana fra 1953 med Juan Manuel Fangio ved rattet. [14] [15]

Den første versjonen av Ferrari Dino-motoren var en 1,5 L (92 cu in) racingmotor som ble brukt i Formel 2-racing i sesongen 1957. Den hadde en 65 graders V-vinkel og doble overliggende kamaksler. Dino V6 har gjennomgått flere utviklinger, inkludert en 2,4 L (146 cu in) versjon brukt i 1958 Formel 1 Ferrari 246. [16] [17] Noen år senere, 1961-1964 Formel 1 Ferrari 156, brukte den en ny V6-motor med en V-vinkel på 120 grader og et slagvolum på 1,5 L (92 cu in). [18] Denne motoren var kortere og lettere enn Ferrari Dino-motoren, og motorens enkelhet og lave tyngdepunkt var en fordel i racing. Den vant et stort antall løp mellom 1961 og 1964. Ferrari-grunnleggeren hadde imidlertid en personlig motvilje mot 120-graders layout, og foretrakk en 65-graders layout, og ble erstattet av andre motorer etter den tiden. [19] (s138–141) Dino-motoren ble også brukt i Lancia Stratos, en svært vellykket rallybil som vant verdensmesterskapet i rally i 1974, 1975 og 1976.

En bemerkelsesverdig racingbruk av Alfa Romeo V6-motoren var med Alfa Romeo 155 V6 TI personbil , designet for 1993 DTM-sesongen og utstyrt med en 2,5-liters motor med en maksimal ytelse på 500 hk (360 kW) ved 11 900 o/min.

Renault-Gordini CH1 var en 90-graders V6-motor med jernblokk . Den ble introdusert i sportsracerbilen Alpine-Renault A440 fra 1973. Denne motoren vant European 2 Prototype L Championship i 1974 og flere europeiske Formel 2-mesterskap . En 2-liters motor ble brukt i Renault Alpine A442 , som vant 24 Hours of Le Mans i 1978.

En 1,5 liters versjon av Renault-Gordini CH1- motoren ble introdusert i Formel 1 Renault RS01-bilen fra 1977. Renault slet med pålitelighetsproblemer i 1977 og 1978, men sesongen 1979 ga noen gode resultater i noen løp. I 1981 brukte Formel 1 Ferrari 126C en turboladet V6-motor. [20] Ferrari vant Formel 1-konstruktørmesterskapet med turboladede V6-motorer i 1982 og 1983. De første versjonene brukte en 120-graders V-vinkel, før de byttet til en 90-graders V-vinkel for bilen. Ferrari F1 / 87 bil fra 1987. Andre vellykkede Formel 1 V6 turbobiler i perioden 1982-1988 var McLaren MP4 / 2 , McLaren MP4 / 3 , McLaren MP4 / 4 , Williams FW10 , Williams FW11 , Lotus 95T , Lotus 98T , Lotus 98T . 100T .

Nissan GTP ZX-Turbo og Nissan NPT-90 konkurrerte i kategorien IMSA sportsbilprototype fra 1985 til 1994 og brukte en turboladet V6-motor løst basert på Nissan VG30ET-produksjonsbilmotoren. [21] [22] Nissan 300ZX brukte en lignende motor for å konkurrere i 1996-1997 All Japan Grand Touring Car Championship (nå kjent som "Super GT"-mesterskapet). [23] [24]

Nedbemanning til V6-motorer i open wheel racing har blitt mer vanlig:

• IndyCar-serien gikk over til turboladede V6-motorer i 2012.
• GP3-serien byttet til naturlig aspirerte V6-motorer i 2013.
• Formel 1-verdensmesterskapet gikk over til turboladede V6-motorer i 2014.
• FIA Formel 2-mesterskapet (tidligere kjent som GP2-serien) gikk over til turbo V6-motorer i 2018.
• FIA Formel 3-mesterskapet (skapt fra sammenslåingen av GP3-serien og FIA Formel 3-europamesterskapet) begynte å bruke naturlig aspirerte V6-motorer fra 2019.

Bruk som marine- og jernbanemotorer

V6-motorer er populære drivlinjer som mellomstore og store påhengsmotorer .

Den første V6-motoren som nådde produksjon ble bygget fra 1908 til 1913 av Deutz Gasmotoren Fabrik i Tyskland. Disse V6-motorene ble brukt som generator for bensin-elektriske jernbanemotorer. [25]

Laverda V6 var en racersykkel som ble presentert på bilutstillingen i Milano i 1977. [26] Den deltok i Bol d'Or 24-timers utholdenhetsløp i 1978 , men trakk seg på grunn av mekaniske problemer etter omtrent 8 timer. [27]

Horex har produsert landeveismotorsykler med VR6-motorer siden 2012. [28] [29]

Merknader

1. ^ ritzsite.net , http://www.ritzsite.net/Lancia/02_LanciaCC.htm . Hentet 2007-09-15 . Manglende tittel for url url( hjelp )
2. ^ Driven to Write , https://driventorite.com/2014/08/22/small-six-cylinder-engines/ . Hentet 30. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
3. ^ 2006, http://www.epi-eng.com/piston_engine_technology/torsional_excitation_from_piston_engines.htm . titoloTom eller manglende parameter ( hjelp )
4. ^ a b caranddriver.com , https://www.caranddriver.com/features/a15126436/the-physics-of-engine-cylinder-bank-angles-feature/ . Hentet 21. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
5. ^ a b c d e MJ Nunney, Light and Heavy Vehicle Technology , 4. utgave, Butterworth-Heinemann, 2007, ISBN  978-0-7506-8037-0 .
6. ^ carfolio.com , https://www.carfolio.com/specifications/models/car/?car=79673 . Hentet 21. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
7. ^ ateupwithmotor.com , https://ateupwithmotor.com/model-histories/buick-special-skylark-rover-v8-3800-v6-history/ . Hentet 24. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
8. ^ american-automobiles.com , https://www.american-automobiles.com/Marmon-1902-1908.html . Hentet 17. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
9. ^ Griffith Borgeson, The Golden Age of the American Racing Car , 2. utgave, Society of Automotive Engineers, 1998, ISBN  0-7680-0023-8 .
10. ^ Hull, Peter. "Delahaye: Famous on Road and Race Track", i Ward, Ian, administrerende redaktør. World of Automobiles (London: Orbis, 1974), bind 5, s.523.
11. ^ Geoffrey Goldberg, Lancia og De Virgilio: At the Center , Phoenix, Arizona, David Bull Publishing, 2014, ISBN  978-1-935007-25-8 .
12. ^ thornleykelham.com , https://www.thornleykelham.com/1950-ferrari-195s/1951-mille-miglia-lancia-aurelia-b20gt-series-1/ . Manglende tittel for url url( hjelp )
13. ^ grandprixhistory.org , http://grandprixhistory.org/mille_miglia_1951.htm . Hentet 25. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
14. ^ petergiddings.com , http://petergiddings.com/Cars/LanciaD24.html . Hentet 25. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
15. ^ wsrp.ic.cz , http://wsrp.ic.cz/wsc1953.html . Manglende tittel for url url( hjelp )
16. ^ Ferrari 246 F1 , på f1technical.net . Hentet 14. desember 2019 .
17. ^ Ferrari-motorer , på allf1.info (arkivert fra originalen 31. mai 2018) .
18. ^ Ferrari Dino 156 , på f1technical.net . Hentet 14. desember 2019 .
19. ^ Karl Ludvigsen, Classic Racing Engines , Haynes Publishing, 2001, ISBN  978-1-85960-649-0 .
20. ^ f1technical.net , http://www.f1technical.net/f1db/cars/469 . Hentet 14. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
21. ^ ultimatecarpage.com , https://www.ultimatecarpage.com/car/5983/Nissan-300ZX-IMSA.html . Hentet 26. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
22. ^ Autoweek.com , https://autoweek.com/article/car-life/steve-millens-imsa-300zx-and-his-dream-season-1994 . _ _ _ Hentet 26. desember 2019 .Manglende tittel for url url( hjelp )
23. ^ classicscars.com , https://www.classicscars.com/wspr/results/jgtc/jgtc1996.html . Hentet 26. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
24. ^ classicscars.com , https://www.classicscars.com/wspr/results/jgtc/jgtc1997.html . Hentet 26. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
25. ^ Conrad Matschoss, Geschichte der Gasmotorenfabrik Deutz , Berlin, 1921.
26. ^ ( EN ) motorcycleclassics.com , https://www.motorcycleclassics.com/classic-italian-motorcycles/1977-laverda-v6 . Hentet 14. desember 2019 .Manglende tittel for url url( hjelp )
27. ^ silodrome.com , https://silodrome.com/laverda-v6/ . Hentet 26. desember 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
28. ^ roadandtrack.com , https://www.roadandtrack.com/car-culture/a4581/silodrome-horex-vr6/ . Hentet 19. november 2019 . Manglende tittel for url url( hjelp )
29. ^ Rideapart.com , https://www.rideapart.com/articles/272814/horex-vr6-raw-v6-motorcycle/ . _ _ _ Hentet 19. november 2019 .Manglende tittel for url url( hjelp )

Relaterte elementer

• Flat sekssylindret motor
• Sekssylindret rekkemotor

Andre prosjekter

• Wikimedia Commons inneholder bilder eller andre filer på V6

Eksterne lenker

• ( EN ) V6-motor , fra Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.