V6 motor - V6 engine
En V6 motor er en seks- sylinder -stempelmotor hvor sylindrene har en felles veivaksel , og er anordnet i en V-konfigurasjon .
De første V6 -motorene ble designet og produsert uavhengig av Marmon Motor Car Company , Deutz Gasmotoren Fabrik og Delahaye . Motorer bygget etter andre verdenskrig inkluderer Lancia V6 -motoren i 1950 for Lancia Aurelia , og Buick V6 -motoren i 1962 for Buick Special . V6-oppsettet har blitt det vanligste oppsettet for sekssylindrede bilmotorer.
Design
På grunn av sin korte lengde brukes V6-motorer ofte som det større motoralternativet for kjøretøyer som ellers er produsert med inline-fire motorer, spesielt i tverrgående motorvogner. En ulempe for luksusbiler er at V6-motorer produserer flere vibrasjoner enn rett-seks motorer . Noen sportsbiler bruker flat-seks motorer i stedet for V6-motorer, på grunn av deres lavere tyngdepunkt (noe som forbedrer håndteringen ).
Slagvolumet til moderne V6 -motorer er vanligvis mellom 2,5 til 3,5 L (153 til 214 cu in), selv om større og mindre eksempler er produsert, for eksempel 1,8 L (110 cu in) Mazda V6 som ble brukt i Mazda MX 1991–1998 -3 , eller 1,6 L (98 cu in) Mitsubishi V6 -motoren som ble brukt i Mirage / Lancer 1992–1998 , mens den største V6 som ble bygget var 7,8 L (476 cu in) GMC V6 som ble brukt i 1962 GMC C / K -serien 6500 .
Balanse og glatthet
Alle V6-motorer-uavhengig av V-vinkelen mellom sylinderbankene-er utsatt for en primær ubalanse forårsaket av hver bank som består av en inline-tre-motor , på grunn av det ulige antallet sylindere i hver bank. Rettsseks motorer og flat-seks motorer opplever ikke denne ubalansen. For å redusere vibrasjonene forårsaket av denne ubalansen bruker de fleste V6-motorer et harmonisk demper på veivakselen og/eller en motroterende balanseaksel .
Seksylindret design har mindre pulsering i kraftleveransen enn firesylindrede motorer, på grunn av overlappingen i kraftslagene til den sekssylindrede motoren. I en firesylindret motor er bare ett stempel på et slag på et gitt tidspunkt. Hvert stempel stopper fullstendig og reverserer retning før det neste starter sitt slag, noe som resulterer i et gap mellom kraftslagene, spesielt ved lavere motorhastigheter (RPM). I en sekssylindret motor med et jevnt avfyringsintervall starter det neste stempelet sitt slagkraft 60 ° før det forrige er ferdig, noe som resulterer i jevnere levering av kraft til svinghjulet.
Når man sammenligner motorer på et dynamometer, viser en V6 -motor øyeblikkelige dreiemomentstopper på 154% over gjennomsnittlig dreiemoment og daler på 139% under gjennomsnittlig dreiemoment, med en liten mengde negativt dreiemoment (motordreiemoment -reversering) mellom kraftslagene. Når det gjelder en firesylindret motor, er toppene omtrent 270% over gjennomsnittlig dreiemoment og 210% under gjennomsnittlig dreiemoment, og 100% negativt dreiemoment blir levert mellom slagene. Imidlertid viser en V6 med ujevne skyteintervaller på 90 ° og 150 ° store dreiemomentvariasjoner på 185% over og 172% under gjennomsnittlig dreiemoment.
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 sylinderhode som deles av begge sylinderbankene, i et design som ligner på Lancia V4-motoren 1922-1976 . VR6-motorene ble brukt i tverrgående forhjulsdrevne biler som opprinnelig var designet for inline-fire motorer. På grunn av den minimale ekstra lengden og bredden på VR6 -motoren, kan den monteres relativt enkelt i motorrommene for å gi en forskyvningsøkning på 50 prosent.
Siden det ikke er plass i V mellom sylinderbankene for et inntakssystem, er alle inntakene på den ene siden av motoren, og alle eksosene er på den andre siden. Den bruker en avfyringsrekkefølge på 1-5-3-6-2-4 (som er avfyringsordren som brukes av de fleste rett-seks motorer), i stedet for den vanlige V6-avfyringsrekkefølgen på 1-2-3-4-5- 6 eller 1-6-5-4-3-2.
60 grader
En V-vinkel på 60 grader er den optimale konfigurasjonen for V6-motorer angående motorbalanse. Når det brukes individuelle veivpinner for hver sylinder (dvs. ved bruk av en seks-kasters veivaksel), kan et jevnt skyteintervall på 120 grader brukes. Dette avfyringsintervallet er et multiplum av 60-graders V-vinkel, derfor kan forbrenningskreftene balanseres ved bruk av passende avfyringsrekkefølge .
Inline-tre-motoren som danner hver sylinderbank, produserer imidlertid ubalanserte roterende og gjensidige krefter. Disse kreftene forblir ubalansert i alle V6 -motorer, noe som ofte fører til bruk av en balanseaksel for å redusere vibrasjonen.
Lancia V6-motoren fra 1950 var banebrytende i bruken av en seks-kaste veivaksel for å redusere vibrasjoner. Nyere design bruker ofte en tre-kaste veivaksel med "flygende armer" mellom veivspinnene for å tillate et jevnt avfyringsintervall på 120 grader. Et par motvekter på veivakselen kan deretter brukes til å nesten helt avbryte de primære kreftene og redusere sekundære vibrasjoner til akseptable nivåer. Motorfestene kan utformes for å absorbere disse gjenværende vibrasjonene.
En 60 graders V-vinkel resulterer i en smalere motor totalt enn V6-motorer med større V-vinkler. Denne vinkelen resulterer ofte i at den totale motorstørrelsen er en kubeform, noe som gjør motoren lettere å passe enten i lengderetningen eller på tvers i motorrommet.
90 grader
Mange produsenter, spesielt amerikanske, bygde V6-motorer med en V-vinkel på 90 grader basert på deres eksisterende 90-graders V8-motorer. Slike konfigurasjoner var enkle å designe ved å fjerne to sylindere og erstatte V8-motorens firekastede veivaksel med en tre-kaste veivaksel. Dette reduserte designkostnadene, tillot den nye V6 å dele komponenter med V8 -motoren, og noen ganger tillot produsenter å bygge V6- og V8 -motorene på samme produksjonslinje.
Ulempene ved en 90 graders design er en bredere motor som er mer utsatt for vibrasjoner enn en 60 graders V6. De første 90 graders V6 -motorene (for eksempel Buick Fireball V6 -motoren) hadde tre delte veivspenner arrangert 120 grader fra hverandre, på grunn av deres opprinnelse fra V8 -motorene. Dette resulterte i en ujevn skyterekkefølge, med halvparten av sylindrene som brukte et skyteintervall på 90 grader og den andre halvparten med et intervall på 150 grader. De ujevne avfyringsintervallene resulterte i tøffe motorer med "ubehagelige" vibrasjoner ved lave motorhastigheter.
Flere moderne 90 graders V6 -motorer reduserer vibrasjonene ved å bruke delte veivspenner forskjøvet med 30 grader mellom stempelparene, noe som skaper et jevnt avfyringsintervall på 120 grader for alle sylindere. For eksempel var Buick 231 "even-fire" V6-motor fra 1977 en oppgradert versjon av Buick Fireball-motoren med en splint-veivaksel for å redusere vibrasjon ved å oppnå en jevn skyterekkefølge. En slik "delt" veivnål er svakere enn en rett, men moderne metallurgiske teknikker kan produsere en veivaksel som er tilstrekkelig sterk.
En balanseaksel og/eller veivaksel motvekter kan brukes for å redusere vibrasjoner i 90 graders V6 -motorer.
120 grader
Ved første øyekast kan det se ut som om 120 grader er den optimale V-vinkelen for en V6-motor, siden stempelpar i alternative banker kan dele sveivstift i en tre-kaste veivaksel og forbrenningskreftene balanseres ved at skyteintervallet er lik vinkelen mellom sylinderbankene. En 120-graders konfigurasjon, i motsetning til 60-graders eller 90-graders konfigurasjoner, ville ikke kreve veivaksler med flygende armer, delte veivnåler eller syv hovedlagre for å være jevnt avfyring. Imidlertid forblir den primære ubalansen forårsaket av oddetall sylindere i hver bank i en 120 graders V6 -motor. Dette skiller seg fra den perfekte balansen oppnådd med en 90 graders V8-motor med en vanlig kryssplan på tvers av flyet, 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-six-motor (som ikke har balanseproblemene til V6-motoren). Derfor har flat-six-motoren blitt brukt i forskjellige biler, mens bruken av 120 graders V6-motoren har vært begrenset til noen få lastebil- og racerbilmotorer, med unntak av McLaren Automotives M630 V6-motor, som bruker en 120 graders bank vinkel med et enkelt balanseaksel for å eliminere alle primære par. McLaren M630 -motoren drar også fordel av vidvinkelen ved å plassere turboladere inne i vee, ofte referert til som en "hot vee" -konfigurasjon. Ferrari 296 GTB er den første Ferrari -veibilen som har en V6 -turbo med en vinkel på 120 grader mellom sylinderbankene.
Andre vinkler
Andre vinkel -V6 -motorer er mulige, men kan lide av alvorlige vibrasjonsproblemer med mindre de er nøye designet. Bemerkelsesverdige 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 V-vinkel på 45 grader.
- 54 grader-1994-2004 General Motors 54-graders bilmotor. En litt mindre enn vanlig V-vinkel ble brukt for å redusere bredden på motoren, slik at den kunne brukes i små tverrmotorede forhjulsdrevne biler.
- 65 grader-1956-1975 Ferrari Dino bilmotor. V-vinkelen ble økt fra den da vanlige 60 graders vinkel for å tillate større forgassere (for potensielt høyere effekt ved løpestuning). Veivspenner med en forskyvning på 55 grader i hvert sylinderpar ble brukt for å oppnå et jevnt avfyringsintervall for en 60 graders V6 -motor. Nissan-Renault V9X bilmotor fra 2009- brukte også en 65 graders bankvinkel , slik at en turbolader kunne passe mellom sylinderbankene.
- 72 grader-Mercedes-Benz Bluetec dieselmotor for biler. Denne motoren bruker veivpinner forskjøvet med 48 grader, for å oppnå et jevnt avfyringsintervall.
- 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 Honda NSX fra 2016 - nå .
- 80 grader-1988 Honda RA168-E motor brukt i McLaren MP4/4 Formula One racerbil.
Bruk i biler
I 1906, noen år etter at V4 -motorer og V8 -motorer hadde oppstått, ble den første kjente V6 -motoren bygget. Denne V6 -motoren var en enkelt prototype bilmotor bygget av Marmon Motor Car Company i USA. Motoren nådde ikke produksjonen. På samme måte ble en enkelt prototypemotor produsert av Buick i 1918.
I 1911 produserte Delahaye den første 30 ° 3,2-liters DOHC installert i bilen Delahaye Type 44.
Den Lancia V6-motoren ble introdusert i 1950 Lancia Aurelia . Lancia hadde produsert V4 -motorer i omtrent 30 år, og et av hovedmålene var å redusere vibrasjonene sammenlignet med V4 -motoren. V6-motoren brukte en 60 graders V-vinkel og seks veivspenner, noe som resulterte i en skyteordre med jevnt mellomrom for å redusere vibrasjoner.
Andre produsenter noterte seg og snart ble andre V6 -motorer designet. I 1959 ble GMC V6-motoren introdusert i form av en 60-graders 305 cu (5 L) bensinmotor som ble brukt i pickup-lastebiler og bærevesker . Den Buick V6-motoren ble introdusert i 1962 og var basert på Buick moderne V8-motor. Den brukte derfor en 90-graders V-vinkel og ujevn skyterekkefølge, noe som resulterte i høye vibrasjoner.
Ford introduserte sine europeiske bilmotorer i 1965 med den tyske divisjonens Köln V6 , og Ford Essex V6 -motoren , introdusert av Fords divisjon i Storbritannia i 1966; begge motorene brukte en 60-graders V-vinkel. 1967 Dino 206 GT var Ferraris første V6-bil, som hadde en 65-graders V-vinkel.
Alfa Romeo V6-motoren fra 1979-2005 ble introdusert i Alfa Romeo Alfa 6 luksus sedan og senere brukt i mange andre Alfa Romeo modeller. Denne motoren brukte en 60 graders V-vinkel, en aluminiumskonstruksjon og to ventiler per sylinder. En turboladet 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. The General Motors 90 ° 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 som ble produsert fra 1983 til 2004. Honda C-motoren ble introdusert i 1985, etterfulgt av Mitsubishi 6G7-motoren i 1986, Toyota VZ-motoren i 1988, Mazda K -motoren i 1991, og Isuzu V -motoren i 1992. Hyundai introduserte den første sørkoreanske Hyundai Sigma -motoren basert på teknologi som ble delt fra Mitsubishi -enheten i 1995.
Tyske luksusbilprodusenter var relativt trege til å ta i bruk V6-motorer, den første var 90-graders SOHC-motoren som ble introdusert i Audi 100 (C4) fra 1990 .
På midten av 1990-tallet var V6-oppsettet den vanligste konfigurasjonen for sekssylindrede bilmotorer, med V6-motorer som har erstattet de fleste av de seks-seks motorene.
Billøp
Lancia Aurelia (den første serieproduksjonsbilen med V6 -motor) var også vellykket innen motorsport. Fire av Aurelia B20 Coupéene ble registrert i Mille Miglia i 1951 med de best plasserte bilene som endte på andre og fjerde. En innstilt versjon på 3,102 cc (189 cu in) av Lancia V6 -motoren som produserte var 169 kW (230 PS) brukt i Lancia D24 . D24 konkurrerte i sportsbilracing og vant 1953 Carrera Panamericana med Juan Manuel Fangio ved rattet.
Den første versjonen av Ferrari Dino -motoren var en 1,5 L (92 cu in) racermotor som ble brukt i Formula Two -racing i 1957 -sesongen. Den hadde en V-vinkel på 65 grader og to overliggende kamaksler. Dino V6 gjennomgikk flere evolusjoner, inkludert en 2,4 L (146 cu in) versjon som ble brukt i Ferrari 246 Formula One racerbil 1958 . Noen år senere brukte 1961–1964 Ferrari 156 Formula One-bilen en ny V6-motor med en V-vinkel på 120 grader og et slagvolum på 1,5 L (92 cu in). Denne motoren var kortere og lettere enn Ferrari Dino -motoren, og enkelheten og lave tyngdepunktet til motoren var en fordel i racing. Den vant et stort antall løp mellom 1961 og 1964 . Imidlertid hadde Ferrari's grunnlegger en personlig motvilje om 120 -graders layout, og foretrakk en 65 -graders layout, og etter den tid ble den erstattet av andre motorer. Dino -motoren ble også brukt i Lancia Stratos , som var en meget vellykket rallybil som vant verdensmesterskapet i rally i 1974, 1975 og 1976.
En bemerkelsesverdig racingbruk av Alfa Romeo V6 -motoren var Alfa Romeo 155 V6 TI , designet for DTM -sesongen 1993 og utstyrt med en 2,5 L (150 cu in) motor med en toppeffekt på 360 kW (490 PS) ved 11.900 o / min .
Den Renault-Gordini CH1 var en 90-graders V6-motor med en jernblokk. Den ble introdusert i Alpine -Renault A440 sportsbil racerbil fra 1973 . Denne motoren vant det europeiske 2 L -prototypemesterskapet i 1974 og flere europeiske mesterskap i formel to . En turboladet 2.0 L (122 cu in) versjon ble brukt i Renault Alpine A442 , som vant Le Mans 24 timer i 1978.
En turboladet 1,5 L (92 cu in) versjon av Renault-Gordini CH1- motoren ble introdusert i Renault RS01 Formula One-bil fra 1977 . Renault slet med pålitelighetsproblemer i 1977 og 1978, men sesongen 1979 så noen gode resultater på noen få løp. I 1981 brukte Ferrari 126C Formula One -bilen en turboladet V6 -motor. 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 Ferrari F1/87 racerbil fra 1987 . Andre vellykkede turboladede V6 Formula One-biler i en periode 1982-1988 var McLaren MP4/2 , McLaren MP4/3 , McLaren MP4/4 , Williams FW10 , Williams FW11 , Williams FW12 , Lotus 95T , Lotus 97T , Lotus 98T , Lotus 99T og Lotus 100T .
Den Nissan GTP ZX-Turbo og Nissan PT-90 deltok i IMSA sportsbil prototype kategorien 1985-1994 og brukt en turboladet V6-motor løst basert på Nissan VG30ET produksjon bilmotoren. Den Nissan 300ZX brukt en lignende motor til å konkurrere i 1996-1997 All Japan Grand Touring Car Championship (nå kjent som 'Super GT' mesterskap).
Nedbemanning til V6-motorer i åpne hjul ble mer vanlig:
- den IndyCar Series byttet til turbo V6-motorer i 2012.
- den GP3 byttet til naturlig pustende V6-motorer i 2013.
- den Formula One World Championship byttet til turbo V6-motorer i 2014.
- den FIA Formel 2-EM (tidligere kjent som GP2) byttet til turbo v6 motorer i 2018.
- den FIA Formula 3 mesterskapet (opprettet fra fusjonen av GP3 og FIA Formula 3 EM) begynte å bruke naturlig pustende V6-motorer fra 2019.
Bruk i marine fartøyer og jernbanemotorer
V6 -motorer er populære kraftverk i mellomstore til store påhengsmotorer .
Den første V6 -motoren som nådde produksjonen ble bygget fra 1908 til 1913 av Deutz Gasmotoren Fabrik i Tyskland. Disse V6-motorene ble brukt som generator for bensin-elektriske jernbanemotorer.
Bruk i motorsykler
Den Laverda V6 var en racing motorsykkel som ble offentliggjort på 1977 Milan showet. Den deltok i Bol d'Or 24 timers utholdenhetsløp i 1978 , men den trakk seg med mekaniske problemer etter omtrent 8 timer.
Horex har produsert veimotorsykler med VR6 -motorer siden 2012.