Flacher Motor

2007 Ulpower UL260I Flugzeugmotor

A flacher Motor, auch bekannt als a Horizontal gegen vier Motor, ist ein Vierzylinder Kolbenmotor mit zwei Banken von Zylinder, die auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Kurbelwelle liegen. Die häufigste Art von flacher Motor ist der Boxer-Four MotorJede Paare von gegensätzlichen Kolben bewegt sich gleichzeitig nach innen und außen.

Ein Boxer-Four-Motor hat eine perfekte primäre und sekundäre Balance. Die beiden Zylinderköpfe sind jedoch teurer zu produzieren als eine Inline-4-Motor. Boxer-4-Motoren werden seit 1897 in Autos verwendet, insbesondere von Volkswagen und Subaru. Sie wurden auch gelegentlich in Motorrädern und häufig in Flugzeugen eingesetzt. Cessna und Pfeifer Verwenden Sie flache vier Motoren von Lycoming und Kontinental in den meisten Gemeinsames Zivilflugzeug in der Welt - die Cessna 172, und Piper Cherokee.

Entwurf

Boxer-Four-Animation

Die meisten Flachmotoren sind so konzipiert, dass jedes Gegenpaar gegen vierteln Kolben bewegt sich gleichzeitig nach innen und außen, was als "Boxer" -Konfiguration bezeichnet wird (etwas wie Boxkonkurrenten, die ihre Handschuhe vor einem Kampf zusammen schlagen). Daher werden die Begriffe "Flat-Four" und "Boxer-Four" häufig synonym verwendet.

Die Vorteile des Boxer-Four-Layouts sind perfekte sekundäre Vibrationen (was zu minimaler Vibration führt), ein niedriger Zentrum der Schwerkraftund eine kurze Motorlänge. Das Layout eignet sich auch für effizient Luftkühlung wobei der Luftstrom gleichmäßig auf die vier Zylinder verteilt wird. In Flugzeugen vermeidet dies die Notwendigkeit, schwere Wasserkühlsysteme zu tragen.

Die Nachteile von Boxer-Four-Motoren (im Vergleich zu Inline-4-Motoren) sind ihre zusätzliche Breite, die erhöhten Kosten, die mit zwei Zylinderköpfen anstelle von einem verbunden sind, und der lange Auspuffkrümmer, der erforderlich ist, um gleichmäßige Abgasimpulse zu erreichen.[1] Aufgrund dieser Faktoren, Inline-4-Motoren werden häufiger verwendet als flache Motoren, und V6 Motoren werden häufig verwendet, wenn größere Verschiebungen erforderlich sind.

Motorbalance

Die gleichen und gegnerischen Kräfte, die in einem Boxer-Four-Motor erzeugt werden Sekundärbilanz (Im Gegensatz zu den unausgeglichenen vertikalen Kräften, die von Inline-4-Motoren erzeugt werden). Boxer-4-Motoren eignen sich daher besser für Verschiebungen über 2,0 l (122 Cu in), da sie nicht benötigt werden Gleichgewichtswellen die sekundäre Schwingung reduzieren.

In der Praxis ist jeder Zylinder in einem Boxermotor aufgrund des Abstands zwischen dem leicht von seinem entgegengesetzten Paar ausgeglichen Kurbelpins entlang der Kurbelwelle. Dieser Offset -Abstand bedeutet, dass die gleichen und entgegengesetzten Kräfte jedes Zylinderpaares a erzeugen Schaukelpaar.[2]: 27 Die resultierende Schwingung ist normalerweise nicht hoch genug, um Gleichgewichtswellen zu erfordern.

Gemäß allen vier Takt-Motoren mit vier Zylinder oder weniger mangelnde Überlappung in der Kraftstriche führt zu einer pulsierenden Drehmomentabgabe an die Schwungrad, was eine Torsionsschwingung entlang der Kurbelwellenachse verursacht.[3] Bei Bedarf kann diese Schwingung mit a minimiert werden Harmonischer Dämpfer.

Auspuffkrümmer

Die typische Feuerverordnung für einen Boxer-Four-Motor besteht darin, dass die linke Zylinderbank nacheinander entzündet wird, gefolgt von der rechten Zylinderbank (oder umgekehrt) mit dem Brennintervall gleichmäßig mit 180 Grad verteilt. Traditionell wurden die Auspuffanlagen der beiden Zylinder an jeder Bank verschmolzen, wobei die daraus resultierenden ungleichmäßigen Abgasimpulse ein charakteristisches "flacher Burble" -Ababuffround verursachten.

Die andere häufige Abgaskonfiguration (wie seit Mitte der 2000s verwendet von Subaru) besteht darin, die Zylinder mit einem Schussintervallversatz von 360 Grad zu kombinieren, um die zu optimieren Abgasimpulse.[4][5][6] Diese Konfiguration erfordert lange Auspuffkrümmer, um die Zylinder an den gegenüberliegenden Banken zu kombinieren, und führt zu einem weniger charakteristischen Auspuffklang.

Verwendung in Automobilen

1900–1935

1904 Wilson-Pilcher Wasserkühler Motor

Im Jahr 1900 wurde der erste Flachfour-Motor von produziert von Benz & Cie, basierend auf Benzs "Contra" -Plattmotor von 1897. Dieser Motor wurde in Benz -Rennwagen verwendet, produzierte 20 PS (15 kW), hatte eine Vertreibung von 5,4 l (330 Cu in) und wurde von Georg Diehl entworfen.

Londoner Unternehmen Wilson-Pilcher veröffentlichte 1901 sein erstes Auto, das von einem flachen Motor angetrieben wurde. Dieser Motor wurde längs im Chassis montiert, wassergekühlt, produzierte 9 PS (7 kW) und hatte eine Vertreibung von 2,4 l (146 Cu in). Ungewöhnlich für seinen Tag waren Bohrung und Schlaganfall gleich, wobei jeder 95 mm (3,7 Zoll) war.

1902 war das Buffum -Automobil mit entgegengesetzten vier Zylindermotoren ausgestattet, die mit 16 PS eingestuft wurden. Herbert H. Buffum produzierte von 1903 bis 1907 ein amerikanisches Auto namens Buffum in Abington, Massachusetts.[7]

Nach zuvor produzierten Flat-Twin-Motoren, die 1926, Tatra 30 war das erste Modell des tschechischen Unternehmens, das von einem flachen Vierermotor betrieben wurde. Tatra produzierte in den 1920er und 1930er Jahren verschiedene Modell mit flach vier Motoren.

1936–1999

1952 Jowett Jupiter Wasserkühler Motor
1955 Porsche 550 Spyder luftgekühlter Motor

Die 1936 Tatra T97 Pionierarbeit leitete das auftretende, luftgekühlte Flachfour-Rückgrat-Chassis-Layout (später vom Volkswagen Käfer verwendet) und kam gleichzeitig, obwohl sie nicht verwandt ist Fahrt. Ebenfalls 1936, englische Firma Jowett erweiterte seine Modellbereiche von Flat-Twin-Motoren auf auch flache Motoren. Die Produktion von Jowett Flat-Four Motoren dauerte bis 1954, als die Jowett -Speer Salon und Jowett Jupiter Sportmodelle beendeten die Produktion.

Der längste Produktionsmotor ist der Motor ist der Motor Volkswagen luftgekühlter Motor, der von 1938 bis 2006 produziert wurde und am bekanntesten in den verkehrmotiven 1938–2003 verwendet wurde Volkswagen Käfer und 1950–2005 Volkswagen Transporter.[8] Dieser luftgekühlte Motor wurde von Porsche entworfen und auch 1948–1965 verwendet Porsche 356, 1953–1956 Porsche 550, 1965–1969 Porsche 912 und 1969–1976 Porsche 914. 1982, um die Abgasemissionenvorschriften einzuhalten, eine wassergekühlte Version namens The the Volkswagen Wasserboxer wurde in der vorgestellt Volkswagen Transporter (T3)

In den 1960er und 1970er Jahren produzierten mehrere Hersteller flache Motoren, darunter die kluftgekühlten Motoren Citroën Flat-Four Motor, die wassergekühlten Alfa Romeo Flat-Four Motor, die wassergekühlten Lancia Flat-Four Motor und die wassergekühlten Subaru EA Motor.

Zwei wichtige Motoren, die in dieser Zeit entworfen wurden, aber nie das Licht des Tages in der Serie produzieren, waren der Morris 800 -cm3 Im Rahmen des R5 -Fahrzeugforschungsprojekts.

2000 -present

2012 - present Subaru fa Wasserkühler Motor

Bis 2000 hatten die meisten Hersteller Flat-Four-Motoren durch Inline-4-Motoren ersetzt. Eine bemerkenswerte Ausnahme ist Subaru mit der neuesten Iteration seines flachen Motors, dem wassergekühlten Motor Subaru EJ -Motor in turbogeladener Form in der erhältlich sein Subaru WRX Sportlimousine und seine World Rally Car Gegenstück. Subarus Annahme von Allradantrieb war ein Faktor für die Beibehaltung des flachen Vierer Motors, da die kürzere Länge dieses Motors bei der Anpassung der Allradantriebskomponenten in das Chassis hilft.[9] Obwohl es teurer als ein Inline-Vier-Motor ist, ermöglicht der Flat-Four-Motor Subaru, ein Allradfahrzeug zu wenig zusätzlichen Kosten aus dem Zweiradantrieb zu bauen.[9]

2012 eine natürlich abgesaugte Version der Subaru fa Motor wurde in der verwendet Toyota 86 (Auch "Subaru Brz" und "Scion FR-S" genannt) Hecksport-Coupé im Hinterradantrieb.[10] Dieser Motor ist wassergekühlt, hat Benzin -Direktinjektionproduziert 147 kW (197 PS) und hat eine Vertreibung von 2,0 l (122 Cu in)

Die 2016 Porsche Boxster/Cayman (982) Mittelgroße Sportwagen, die von einem natürlich abgesaugten Flat-Sechs-Motor zu einem turbogeladenen Flachmotor, Porsches erstes Flat-Four seit Mitte der 1970er Jahre, verkleinert wurden. Dieser Motor wird in Verschiebungen von 2,0–2,5 l (122–153 Cu in) hergestellt und produziert bis zu 365 PS (272 kW).[11] Mehrere Rezensenten kritisierten den Boxster/Cayman für einen uninspirierenden Motorgeräusch.[12][13][14]

Verwendung in Motorrädern

Siehe auch: Motorradmotor
Honda GL1000

Die meisten Motorräder mit Vierzylindermotoren verwenden eine Inline-4-Motor Layout wurden jedoch mehrere Flachmotorenmotoren verwendet Wellenantrieb Motorräder:

Verwendung in Flugzeugen

ULPower UL260i Flugzeugmotor

Leichtes Flugzeug Verwenden Sie üblich Lycoming -Motoren, Kontinentalmotoren und Franklin Engine Company.

Zum Radio-kontrollierte Flugzeuge, flache Motoren mit Verschiebungen von 40–50 ccm (2,4–3,1 Cu in) werden von Unternehmen wie O.S. Motoren.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Nunney, M. J. (2007). Leichte und schwere Fahrzeugtechnologie. Butterworth-Heinemann. p.13. ISBN 978-0-7506-8037-0.
  2. ^ Wilson, Hugo (1995). "Das A - Z der Motorräder". Die Enzyklopädie des Motorrads. London, Großbritannien: Dorling Kindersley. ISBN 0-7513-0206-6.
  3. ^ Thomson. Vibrationstheorie und Anwendungen. p. 190. Dynamik der Hubkolbenkräfte. Prentice Hall Inc., USA, 1965.
  4. ^ Ankündigung über Legacy Auspuff auf Japanisch: "Fuji Heavy Industries, Presse Informationen". 2003-05-23. Archiviert von das Original am 2016-05-15. Abgerufen 2013-12-16.
  5. ^ Ankündigung auf Forester Auspuff auf Japanisch: "Fuji Heavy Industries, Pressemitteilung". 2005-01-27. Abgerufen 2013-12-16.
  6. ^ Ankündigung zu Impreza Auspuff auf Japanisch: "Fuji Heavy Industries, Pressemitteilung". 2007-06-05. Abgerufen 2013-12-16.
  7. ^ "Das Buffum Automobile". Farber und Mitarbeiter.
  8. ^ "Der Motor, den Benz gebaut hat, überlebt immer noch". www.theglobeandmail.com. Abgerufen 1. September 2019.
  9. ^ a b Stepler, Richard (September 1994). "Vorschau -Laufwerk: Drei Möglichkeiten, um einen Griff zu bekommen". Populärwissenschaften. 245 (3): 44. Abgerufen 2011-10-23.
  10. ^ Bonk, Aaron (2013-02-07) (2013-02-07). "Wie Boxermotoren funktionieren und warum Sie sich um Subarus neuer FA20 kümmern sollten". Archiviert von das Original Am 2014-02-27. Abgerufen 8. Januar 2014.
  11. ^ "Performance: Der neue 718 Boxster". Porsche. 2016. Abgerufen 2016-11-01.
  12. ^ "2019 Porsche 718 Cayman". www.caranddriver.com. 14. Mai 2019. Abgerufen 1. September 2019.
  13. ^ "Porsche 718 Cayman Review-Der Einstiegsporsche schlägt über seinem Gewicht". www.evo.co.uk. Abgerufen 1. September 2019.
  14. ^ "2017 Porsche 718 Cayman First Drive Review: Performance Trumps Sound". www.motortrend.com. Abgerufen 1. September 2019.
  15. ^ Julian Marsh (2000-06-10). "BFG- und MF -Motorräder". Citroenet.org.uk. Abgerufen 2011-12-06.
  16. ^ Julian Marsh. "GS & GSA Boxer Engine". Citroenet.org.uk. Abgerufen 2011-12-06.