V12 variklis – kas tai yra, konstrukcija, privalumai ir panaudojimas

Sužinokite viską apie V12 variklius: konstrukcija, veikimas, privalumai ir panaudojimas prabangiuose bei lenktyniniuose automobiliuose.

V12 variklis, dažnai vadinamas tiesiog V12, yra vidaus degimo variklis su 12 cilindrų. Kiekvienoje variklio pusėje yra po šešis cilindrus, vadinamus bankais. Du bankai sudaro "V" formos kampą. Daugumoje variklių abu bankai vienas kito atžvilgiu sudaro 60° kampą. Visi dvylika stūmoklių suka bendrą alkūninį veleną. Variklis gali būti varomas įvairių rūšių degalais, įskaitant benziną, dyzeliną ir gamtines dujas.

Kiekvienas cilindrų blokas iš esmės yra šešių cilindrų. Ši sąranka puikiai subalansuota, nesvarbu, koks V kampas naudojamas. V12 varikliui nereikia balansavimo velenų. V12 varikliai, kurių kampai vienas nuo kito yra 45°, 60°, 120° arba 180°, tolygiai dega ir yra tolygesni nei tiesiųjų 6 cilindrų. Tai užtikrina sklandų prabangaus automobilio variklio veikimą. Lenktyniniame automobilyje variklis gali būti daug lengvesnis. Dėl to variklis reaguoja greičiau ir sklandžiau. Dideliame sunkiasvoriame automobilyje V12 variklis gali veikti lėčiau ir pailginti variklio tarnavimo laiką.

Konstrukcija ir veikimo principas

V12 variklis sudarytas iš dviejų cilindrų eilių (bankų), kurių kiekvienoje yra po 6 cilindrus. Abi eilės sumontuotos ant bendro cilindrų bloko ir sujungtos vienu alkūniniu veleno. Uždegimo seka ir alkūninio veleno konstrukcija parenkama taip, kad gautųsi tolygus jėgos pasiskirstymas ir minimalios virpesių amplitudės. Dėl to V12 varikliai pasižymi labai sklandžiu darbinimu, mažesnėmis vibracijomis ir malonia garso charakteristika.

V kampai, uždegimo seka ir balansavimas

Dažniausiai pasitaikantys V kampai yra 60° ir 180° (pogrindinis „flat“ arba boxer variantas kartais naudojamas kaip „V12 180°“). 60° kampas leidžia gauti tolygų uždegimo impulsų pasiskirstymą kas 60 laipsnių alkūninio posūkio, o 120° ar 180° kampai taip pat gali būti naudojami specifinėms konstrukcinėms reikmėms. Kadangi kiekvienas stūmoklis ir priešingos pusės stūmoklis turi kompensuojančius judesius, V12 varikliams paprastai nereikia papildomų balansavimo velenų.

Privalumai

• Sklandus veikimas: dėl natūralaus dinaminio balanso V12 beveik nedirba vibracijomis.
• Galia ir sukimasis: daug cilindrų reiškia daugiau degimo ciklų per alkūninio vienetą, todėl pasiekiama aukšta galia ir tolygesnis sukimo momento paskirstymas.
• Garso charakteristika: V12 varikliai dažnai turi malonų, „harmoningą“ skambesį, vertinamą sportiniuose ir prabangiuose automobiliuose.
• Komponentų apkrova: apkrova vienam cilindrui yra mažesnė lyginant su mažesnio cilindrų skaičiaus varikliais, todėl įmanoma ilgesnė eksploatacija esant tinkamai priežiūrai.
• Lankstus panaudojimas: tinka tiek aukštos klasės lengviesiems automobiliams, tiek laivams, traukiniams ar pramoniniams agregatams.

Trūkumai

• Dydis ir svoris: V12 yra didesnis ir sunkesnis už V8 ar įprastą eilės šešių variklį, todėl reikalauja daugiau vietos ir gali didinti automobilio masę.
• Degalų sąnaudos: daugiau cilindrų reiškia didesnį degalų suvartojimą, ypač neefektyviai eksploatuojant miesto sąlygomis.
• Kaina: gamyba ir priežiūra yra brangesnė dėl didesnio komponentų skaičiaus bei sudėtingumo.
• Montavimo apribojimai: dėl ilgio ir pločio V12 ne visada telpa į masinius automobilių kėbulus be specialių sprendimų.

Panaudojimas

V12 varikliai plačiai naudojami įvairiose srityse:

• Prabangūs automobiliai: tokie gamintojai kaip Ferrari, Lamborghini, Rolls‑Royce ar Bentley naudojo arba naudoja V12 dėl jo išskirtinio sklandumo ir galios.
• Sportiniai ir lenktyniniai automobiliai: istorijoje V12 buvo populiarus formulei ir ilgų distancijų lenktynėms dėl aukštos galios ir gero sukimo momento paskirstymo.
• Aviacija: prieš reaktyvinių variklių eroje daug keleivinių ir karinių lėktuvų naudojo V12 oru aušinamus arba skystai aušinamus variklius (pvz., Rolls‑Royce Merlin).
• Jūrinė ir pramoninė technika: kai kuriais atvejais V12 pritaikomi laivų, generatorių ar sunkiosios technikos varikliai, kur reikalinga pastovi ir aukšta galia.

Istorija ir evoliucija

V12 variklių ištakos siekia praeito amžiaus pradžią, kai inžinieriai ieškojo būdų padidinti galią ir lygiagretinti degimo ciklus. XX a. pirmoje pusėje V12 tapo populiarus aviacijoje ir aukštos klasės automobiliuose. Reaktyvinių variklių atsiradimas sumažino jų naudojimą aviacijoje, tačiau prabangos ir aukštos klasės sportiniai automobiliai išlaikė V12 vietą dėl unikalaus garso, kultūros ir prekinio ženklo asociacijų.

Techniniai aspektai ir variantai

V12 varikliai gali būti atmosferiniai arba su turbokompresoriumi, su tiesioginiu įpurškimu ar daugiasvirtainiu įpurškimu. Šiuolaikinės technologijos leidžia gerinti efektyvumą ir mažinti emisijas — kintamo fazavimo vožtuvai, kelių pakopų įkrovimas, cilindrų išjungimo sistemos, šilumos atgavimo sprendimai. Kai kurie gamintojai taiko cilindrų išjungimą esant mažai apkrovai, kad sumažintų degalų suvartojimą miesto režime.

Priežiūra ir eksploatacija

V12 reikalauja reguliarios ir profesionalios priežiūros. Daug dėmesio reikia skirti alyvos kokybei, aušinimo sistemai, uždegimo sistemai ir laikyti variklio valdymo programinę įrangą atnaujintą. Dėl sudėtingesnės konstrukcijos remontas gali būti brangesnis, todėl daugelis savininkų renkasi autorizuotus aptarnavimo centrus.

Išvados

V12 variklis — tai inžinerinis sprendimas, suteikiantis išskirtinį sklandumą, galią ir garso charakteristiką. Nors šios konstrukcijos trūkumai — dydis, svoris ir didesnės eksploatacinės sąnaudos — riboja jų masinį naudojimą, V12 išlieka prestižiniu pasirinkimu ten, kur prioritetas yra našumas ir komfortas. Modernios technologijos leidžia dalį trūkumų sumažinti, todėl V12 vis dar randamas tiek prabangoje, tiek specializuotoje pramonėje.

Aviacija

V12 varikliai pirmą kartą buvo naudojami orlaiviuose. Pirmojo pasaulinio karo pabaigoje V12 varikliai buvo populiarūs naikintuvuose ir bombonešiuose. Daugelis "Zeppelinų" turėjo V12 variklius.

"Rolls-Royce Merlin V12" varė naikintuvus "Hawker Hurricane" ir "Supermarine Spitfire", kurie suvaidino svarbų vaidmenį Britanijos pergalei Britanijos mūšyje. Ilga ir siaura V12 konfigūracija užtikrino gerą aerodinamiką, o išskirtinis sklandumas leido jį naudoti palyginti lengvuose ir trapiuose lėktuvų rėmuose.

Po Antrojo pasaulinio karo V12 variklius dažniausiai pakeitė turboreaktyviniai ir turbopropeleriniai varikliai. Šie varikliai, atsižvelgiant į jų svorį, išvystė daugiau galios, o dideliuose orlaiviuose kėlė mažiau problemų.

"Rolls-Royce Merlin" variklis lėktuve "Avro York

Kelių automobiliai

V12 varikliai automobiliuose nėra paplitę dėl jų sudėtingumo ir kainos. Paprastai jie būna tik aukštos klasės sportiniuose ir prabangiuose automobiliuose. Šiuose automobiliuose jie pageidaujami dėl galios, mažos vibracijos ir savito garso.

Prieš Antrąjį pasaulinį karą V12 varikliai buvo naudojami daugelyje prabangių automobilių. XX a. trečiajame dešimtmetyje V8 variklius pradėjo keisti V12 varikliai. V8 variklio konstrukcija buvo patobulinta, kad jis būtų lengvesnis ir išvystytų daugiau galios nei V12. Po Antrojo pasaulinio karo V12 variklius naudojo tik keletas automobilių gamintojų.

1997 m. "Toyota" savo "Century Limousine" įrengė 5,0 l V12 variklį ir tapo pirmuoju Japonijoje gaminamu lengvuoju automobiliu su V12 varikliu. 2009 m. "China FAW Group Corporation" savo "Hongqi HQE" įrengė 6,0 L V12 variklį ir tapo pirmuoju Kinijoje gaminamu lengvuoju automobiliu su tokia įranga.

1931 m. "Cadillac Series 370 A Coupé V12

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra V12 variklis?

K: Kaip V12 variklio du cilindrų bankai išdėstyti vienas kito atžvilgiu?

K: Kokio tipo degalais gali būti varomas V12 variklis?

K: Kodėl V12 varikliui nereikia balansinių velenų?

K: Kokie yra V12 variklio privalumai, kai tarp dviejų cilindrų blokų yra 45°, 60°, 120° arba 180° kampas?

K: Kaip lenktyniniame automobilyje V12 variklis gali būti lengvesnis?

K: Kuo naudinga naudoti V12 variklį dideliame sunkiasvoriame automobilyje?

Paieška pagal raidę