Зачем использовать 12-цилиндровый двигатель вместо 8-цилиндрового

Двигатели V12 очень сбалансированы.

• По сути, возвратно-поступательные движения делают двигатель менее чувствительным к толчкам, чем другие двигатели V-образной конфигурации.


• Гораздо меньшая вибрация


• Достаточная подача энергии

Давайте рассмотрим преимущества двигателя V12 перед двигателем V8

• В двигателе V12 цилиндры меньше, а цилиндры меньшего размера легче смазывать и охлаждать, чем цилиндры большего размера, поэтому они позволяют двигателю работать на более высоких оборотах без проблем со смазкой и охлаждением. Поршни в цилиндрах меньшего размера двигаются вверх и вниз не так быстро, поэтому они создают меньшую нагрузку на коленчатый вал и шатуны, требуют меньше смазки и в целом более эффективны при выработке мощности на высоких оборотах. Таким образом, цилиндры/поршни меньшего размера позволяют двигателю работать на высоких оборотах без ущерба для крутящего момента.

  
  



• Двигатели V12 обладают идеальной первичной и вторичной балансировкой, а также на 50 % большим перекрытием вращения коленчатого вала. Идеальная первичная и вторичная балансировка устраняет необходимость в балансировочных валах или противовесах, что позволяет двигателю работать на более высоких оборотах, быстрее набирать обороты и выдавать больше лошадиных сил во всем диапазоне оборотов. Большее перекрытие вращения коленчатого вала снижает потребность в тяжелом маховике на коленчатом валу, что дает те же преимущества, что и отсутствие противовесов или балансировочных валов (см. выше).

  
  



• У двигателей V12 кривая крутящего момента в целом немного более пологая, чем у V8.

  
  



• Двигатели V12, как правило, менее компактны, чем V8, и гораздо сложнее устроены, а также немного тяжелее. Двигатели V12 длиннее и примерно такой же высоты, как V8, но уже, что может быть полезно для гоночных/спортивных автомобилей, поскольку позволяет установить подвеску на двойных поперечных рычагах, не делая автомобиль слишком широким.

  
  

Рассмотрим четырёхтактный цикл воспламенения двигателя внутреннего сгорания: ВСАС, ВЫДАВЛИВАНИЕ, ВЗРЫВ, ВЫПУСК (при этом ВЗРЫВ — это единственная четверть четырёхтактного цикла, которая действительно создаёт какую-либо мощность). В двигателе V8 в любой момент времени максимум два цилиндра находятся на такте сгорания (ВЗРЫВ). В двигателе V12 интервалы чередуются таким образом, что в течение большей части времени работы три цилиндра в какой-то момент находятся на такте сгорания (ВЗРЫВ). Это обеспечивает более плавный цикл подачи питания и более равномерную подачу энергии.

Можно утверждать, что конфигурация V16, пожалуй, является «лучшим» V-образным двигателем, но это опять же субъективное мнение, а V16 встречаются очень редко.

Вы рассматриваете конфигурации двигателей в слишком узком контексте, в то время как здесь задействовано гораздо больше переменных.

Во-первых, это балансировка двигателя. Двигатели I6 (и, соответственно, V12, поскольку они состоят из двух конфигураций цилиндров I6) сбалансированы по своей природе и требуют меньшего дополнительного вращающегося балансировочного груза или балансировочных валов (как в двигателях I4). Для получения дополнительной информации посмотрите следующее видео с объяснением технических аспектов о первичных и вторичных силах.

Поскольку каждый ряд цилиндров представляет собой рядный шестицилиндровый двигатель, который сам по себе сбалансирован как по первичным, так и по вторичным параметрам, V12 автоматически сбалансирован по первичным и вторичным параметрам независимо от угла V, и поэтому ему не нужны балансирные валы.

- https://en.wikipedia.org/wiki/V12_engine

Кроме того, мощность и крутящий момент — это не просто два числа. Они представляют собой функцию, действующую во всем диапазоне оборотов. Например, Porsche славится тем, что выигрывает гонки с меньшими пиковыми значениями мощности и крутящего момента, обеспечивая более высокие значения мощности и крутящего момента в более широком диапазоне.

У Veneno улучшенная версия двигателя Aventador. Очевидно, что он используется в Veneno, потому что это выгоднее, чем переделывать шасси под любой другой двигатель.

Lamborghini Veneno6.5L60° V12740 bhp235 kg

Ferrari 458 Italia       4.5L90° V8  562 hp  ??? kg

Что касается того, почему Lamborghini гораздо раньше других компаний начала использовать двигатели V12, я подозреваю, что при выборе двигателя учитывался ряд факторов, в том числе доступные размеры моторного отсека, желаемый звук, соображения по поводу балансировки, известность, которую приносит двигатель V12, диапазон мощности, а также успех или провал существующих конструкций и многое другое.

Однако основным фактором, по-видимому, является прямая конкуренция с Ferrari:

Когда Ферруччо Ламборгини решил составить конкуренцию Ferrari, он нанял Джотто Биццаррини для разработки двигателя для своего автомобиля и, по некоторым данным, платил ему за каждую лошадиную силу сверх той, которую мог выдать V12 Ferrari.

Двигатель с самого начала проектировался как 60-градусный V12 с четырьмя распределительными валами — это было намеренное пренебрежение со стороны мистера Ламборгини по отношению к конструкции Ferrari с одним верхним распределительным валом на ряд цилиндров.

- https://en.wikipedia.org/wiki/Lamborghini_V12

Просто чтобы проиллюстрировать ограниченность вашего взгляда: «Если V8 идеальны во всех категориях, то почему в Bugatti Veyron используется W16 с четырьмя турбонагнетателями?» «Почему не везде используются V8?» При разработке двигателей необходимо учитывать гораздо больше переменных.

Для сравнения: рекомендованная розничная цена Ferrari 458 Italia составляет 239 000 долларов, а Lamborghini Veneno — 4,5 миллиона долларов (на основе Aventador LP700-4, базовая цена которого составляет 441 000 долларов). Очевидно, что для Ferrari 458 Italia стоимость имеет большее значение, чем для Lamborghini Aventador. Это наглядно демонстрирует преимущества V12:

Двигатели V12 выдают импульсы мощности чаще, чем двигатели с шестью или восемью цилиндрами, и эти импульсы имеют тройное перекрытие (в любой момент времени три цилиндра находятся на разных стадиях одного и того же рабочего хода), что устраняет промежутки между импульсами мощности и обеспечивает более высокую степень очистки и плавность работы двигателя автомобиля класса люкс, но при этом значительно увеличивает его стоимость. В двигателе гоночного автомобиля вращающиеся части V12 могут быть намного легче, чем у V8 с коленчатым валом с крестообразным расположением шатунных шеек, поскольку нет необходимости в тяжёлых противовесах на коленчатом валу и в инерционной массе маховика для сглаживания подачи мощности. Настройка выхлопной системы для V8 с коленчатым валом с крестообразным расположением шатунных шеек намного сложнее, чем для V12, поэтому в гоночных автомобилях с двигателями V8 часто используется сложная система «змейки» или коленчатый вал с параллельным расположением шатунных шеек, что приводит к сильной вибрации и шуму двигателя. В гоночном автомобиле это не так важно, если единственной целью является максимальная производительность. Поскольку стоимость и экономия топлива важны даже для роскошных и гоночных автомобилей, от двигателей V12 в значительной степени отказались в пользу двигателей с меньшим количеством цилиндров.

- https://en.wikipedia.org/wiki/V12_engine

Просто чтобы продемонстрировать «змеиные» заголовки кроссплатформенных V8, вот вам гоночная выхлопная система на одном из них.

Юсуф Кунторо приводит неубедительные аргументы. Нужно сравнивать двигатели одинаковой стоимости, а не российскую «Ладу» с Ferrari..... Двигатели в автомобилях Nascar Sprint Cup — это 90-градусные V8 с толкающими штангами, такие же, как те, что уже более 50 лет устанавливают на многие автомобили на американских дорогах. Но сегодня под капотом у Джимми Джонсона двигатель объёмом 358 кубических дюймов, изготовленный на заказ и выдающий 850 лошадиных сил.

Chevrolet 5,7 л = 850 л. с.
Aston Martin 6,0 л = 580 л. с.

Эффективность сгорания важна, но в этой теме не упоминаются обратные эффекты тепловой (охлаждающей) эффективности. Поскольку конфигурация V12 имеет меньший рабочий объём на цилиндр, отношение площади поверхности к объёму цилиндра V12 больше, а значит, больше и теплоотдача энергии в систему охлаждения! Вот почему с 6-литровым двигателем V12 сложно добиться высокого расхода топлива. По моему личному опыту, 6-литровый двигатель V12 с трудом справлялся с отводом большого количества тепловой энергии, вырабатываемой двигателем. Расход топлива в лучшем случае составлял 15 миль на галлон в среднем и 20 миль на галлон при длительных поездках. Современные двигатели V8 такой мощности расходуют значительно меньше топлива. Таким образом, для 6-литрового двигателя конфигурация V8 более подходит с точки зрения баланса мощности и расхода топлива. Двигатель V12 больше подходит для двигателей большего объёма. Например, авиационный двигатель Rolls Royce Merlin времён Второй мировой войны был эффективным и мощным. Его объём составлял 23 литра! У него было гораздо меньшее соотношение площади поверхности цилиндров к их объёму. Коллекционеры рассказывали мне, что Феррари выбрал двигатель V12 из-за его плавности хода, которую он заметил у двигателей V12 производства Ford в военных транспортных средствах во время Второй мировой войны. Первый автомобиль Феррари, 125-я модель, имел двигатель объёмом всего 1,5 литра, но он выбрал конфигурацию V12! Интересно, какой был расход топлива у этой маленькой машины? Но для него наличие двигателя V12 в автомобилях Ferrari стало традицией и чем-то мистическим. Конечно, они плавные и звучат экзотично, но я не куплю ещё один автомобиль с двигателем V12, потому что не считаю их практичными.

Ferrari и Lamborghini, вероятно, использовали V12 по следующим причинам:

Площадь клапанов в 12-цилиндровом двигателе больше, чем в 8-цилиндровом, при той же мощности, количестве клапанов на цилиндр и соотношении хода поршня к диаметру цилиндра, поэтому он должен выдавать больше мощности и работать на более высоких оборотах.

Звук. Двенадцатицилиндровый двигатель издает характерный, насыщенный, рычащий, воющий звук. Он придает вождению особый характер и атмосферу. Лука ди Монтедземоло сказал о Ferrari: «Музыка двигателя» — что-то в этом роде.

Возможно, итальянские автопроизводители, как и некоторые другие, ценят эмоциональный опыт.

Плавность хода. При каждом обороте коленчатого вала в 12-цилиндровом двигателе срабатывает больше цилиндров, чем в 8-цилиндровом. 60-градусный V12 работает очень плавно и сбалансированно, даже без балансирных валов. Даже если звук приглушён из-за того, что это автомобиль класса люкс, плавность хода может быть преимуществом при использовании V12.

Если у вас будет возможность, прокатитесь на 12-цилиндровом автомобиле.

Ответ прост:
двигатель V12 сжигает топливно-воздушную смесь быстрее, чем двигатель V8. Например: Aston Martin Vanquish с двигателем V12 N/A и объёмом двигателя 6 литров, то есть по 500 кубических сантиметров на цилиндр, выдаёт около 580 лошадиных сил. в то время как Chevrolet Camaro SS с двигателем V8 N/A и объёмом двигателя 6,2 литра, то есть по 775 кубических сантиметров на цилиндр, выдаёт около 455 лошадиных сил. почему всего 455 лошадиных сил? на самом деле объём двигателя Chevrolet Camaro SS на 200 кубических сантиметров больше, чем у двигателя Aston Martin Vanquish V12. подумайте ещё раз!

поскольку цилиндр меньшего размера может сжигать топливовоздушную смесь быстрее и эффективнее толкать поршень вниз, поскольку время сжигания топливовоздушной смеси очень короткое, например, в двигателе v12 объемом 6 литров на цилиндр сжигается всего 450 куб. см топливовоздушной смеси при такте включения, общее количество топливовоздушной смеси, сжигаемой при такте включения, составляет 12x450 куб. см = 5400 куб.см, это означает, что при такте включения сгорает всего 90% топливовоздушной смеси, а в двигателе v8 объемом 6,2 литра на цилиндр сжигается всего 620 куб. см топливовоздушной смеси при такте включения, общее количество топливовоздушной смеси, сжигаемой при такте включения, составляет 8x620 куб. см = 4960 куб. см топливовоздушной смеси закончено сгорание при силовом ударе, это означает, что 80% топливовоздушной смеси готово к сгоранию.

Инженеры решают эту проблему за счёт увеличения степени сжатия, установки двух свечей зажигания на цилиндр, создания однородной топливно-воздушной смеси и т. д. Более высокое давление в цилиндре, более мощная искра, более однородная топливно-воздушная смесь могут сократить время сгорания топливно-воздушной смеси во время рабочего хода, то есть увеличить мощность без ущерба для расхода топлива.

Ваше последнее предложение субъективно. Вам больше нравится V8.

Двигатели V8 хороши, но и двигатели V12 тоже — у них разные характеристики, и их выбирают именно за эти характеристики. Двигатель V8 намного меньше, поэтому он может поместиться в ограниченном пространстве, где размер может быть ключевым критерием.

Однако если у вас меньше ограничений по пространству, вам может понадобиться максимальная мощность и крутящий момент — в этом случае вам подойдёт двигатель V12.

Конечно, вы также можете указать такие требования, как уровень шума или плавность хода — и то, и другое является преимуществом.

Я? Мне нравится оппозитный четырёхцилиндровый двигатель Subaru, так что вышеизложенное — всего лишь моё независимое мнение об этих странных V-образных двигателях :-)