DZIEDZICTWO INŻYNIERII: UKŁADY CYLINDRÓW, cz. I

Spalinowy silnik tłokowy to magiczny wynalazek. Jak każdy rodzaj silnika, zamienia on energię na pracę, ale potrafi przy tym rozpalać ludzkie emocje. Najprawdopodobniej istnieją na świecie ludzie pasjonujący się np. turbinami wodnymi, wiatrakami albo nawet silnikami elektrycznymi – ale na pewno stanowią wąski margines. Tymczasem spalinowy silnik tłokowy jeszcze całkiem niedawno fascynował ogromną część populacji, przynajmniej tej męskiej. Myślę, że jedną z głównych przyczyn – obok wielkiej praktyczności i uniwersalności tego rodzaju maszyny – jest różnorodność jej charakterów.

Weźmy taki silnik elektryczny. Istnieje całkiem sporo jego rodzajów – na prąd stały (obcowzbudny lub z magnesami trwałymi) i przemienny (jednofazowy, trójfazowy lub z zasilaniem dwustronnym) – jednak przeciętny użytkownik ma o tym bardzo blade lub wręcz żadne pojęcie, bo z jego perspektywy każdy z nich działa tak samo. Tymczasem silniki samochodów, mimo że zasadniczo służą temu samemu celowi, zdecydowanie się od siebie różnią. Pewnie – zawsze warczą, dymią, wymagają tankowania śmierdzącym i drogim (czytaj – wysoko opodatkowanym) paliwem, jednak w moim pokoleniu nawet kilkuletnie dzieci albo osoby kompletnie niezainteresowane motoryzacją doskonale wiedziały, że „Maluch” wydaje z siebie całkiem inny dźwięk niż Polonez, Syrena albo taksówkarski Mercedes, a co bardziej dociekliwi zwracali uwagę na różnice pomiędzy rykiem motorów Jelcza i Ziła. Popularnych marek pojazdów mechanicznych było wtedy zaledwie kilka, ale niemal każda z nich dawała się bezbłędnie rozpoznawać na słuch, i to nawet przedszkolakom – o ile się tym interesowali. A interesowało się wielu.

Charakter silnika objawia się na wiele sposobów: dolnozaworowy M-20, siedmiolitrowy big block V8 OHV, andrychowski diesel, motocyklowy dwusuw, hondowskie 1.6 VTEC i rzędowa szóstka BMW różnią się od siebie podobnie jak potrzeby i budżety ich użytkowników. Myślę, że to właśnie dlatego silniki tłokowe tak bardzo nas fascynują – bo mają niemalże ludzkie charaktery. Przy czym jednym z głównych czynników owego zróżnicowania jest liczba i układ cylindrów – i to o tym chciałem dziś opowiedzieć.

Pomysł zbudowania silnika spalinowego powstał przez analogię z bronią palną: szwajcarski major, Isaac de Rivaz, obserwował kiedyś pokaz elektrycznego pistoletu Alessandro Volty i pomyślał, że wylatujący z lufy pocisk mógłby do niej powracać, wykonując w międzyczasie jakąś pożyteczną pracę. Stąd już tylko krok do dodania mechanizmu korbowego, a następnie rozrządu, zapłonu, zasilania, chłodzenia, smarowania…

Pistolet, jak to pistolet – działa dzięki eksplozji, czyli zjawisku z definicji gwałtownemu. Ponieważ do utrzymania pracy potrzebne jest wyhamowanie pocisku i jego powrót w położenie wyjściowe, działają siły bezwładności. A w fizyce nie ma innego sposobu neutralizacji siły, niż zadziałanie drugą siłą, o takiej samej wartości i kierunku, ale przeciwnym zwrocie. Stąd pomysł dołożenia drugiej lufy i pocisku, a potem…

***

Pierwsze silniki spalinowe miały oczywiście pojedyncze cylindry, co oznaczało, że oddawały moc jedynie przez jedną czwartą czasu pracy (jeden suw z czterech, czyli 180 z 720 stopni obrotu wału korbowego przypadających na każdy cykl pracy). Wiązało się to z bardzo silnymi wibracjami, które nie przeszkadzały zbytnio w silnikach przemysłowych (przymocowanych na stałe do podłoża), ale sprawiały kłopot w pojazdach. Jedynym sposobem ich opanowania było zastosowanie wielkiego i ciężkiego koła zamachowego, magazynującego energię w trakcie suwu pracy i oddającego ją przez pozostałe trzy czwarte cyklu. Stabilizowało to prędkość obrotową wału.

Na filmie z pokazu oryginalnego trójkołowca Benza (nakręconym w latach 20-tych) widać, że mimo zastosowania ogromnego koła zamachowego wibracje silnika wstrząsają całym pojazdem. Film jest oczywiście niemy, ale dźwięku historycznego wehikułu możecie posłuchać TUTAJ.

 

Jednocylindrowe silniki czterosuwowe dominowały w XIX-wiecznych powozach bez koni (był to też jedyny okres, w którym jednocylindrowce napędzały pojazdy klasy innej niż najtańsza – przykładem jest choćby elegancki Benz Victoria). Począwszy od 1900r. szybko traciły one na popularności. Około 1905r. były już rzadkością, występującą niemal wyłącznie w najtańszych mikrosamochodzikach.

Chyba ostatnim „poważnym” samochodem jednocylindrowym był francuski Sizaire-Naudin, wytwarzany do 1911r. Silnik miał pojemność aż 1,5 litra i dawał moc 12 KM (więcej o tym aucie przeczytacie TUTAJ, natomiast dźwięk silnika i oryginalnego typu przekładni znajdziecie TUTAJ).

Foto: sv1ambo, Licencja CC

Foto: sv1ambo, Licencja CC

Późniejsze przykłady jednocylindrowych mikroautek to Hanomag Kommissbrot z lat 20-tych i oczywiście wszystkie wydania Isetty – zdecydowanie najpopularniejszego w historii samochodu z jednym cylindrem. Przy czym pierwotna, włoska wersja autka używała specyficznego układu dwusuwu z dwoma tłokami dzielącymi jedną komorę spalania.

Warto zauważyć, że oprócz oczywistych wad silniki jednocylindrowe wykazują też zalety, takie jak prostota konstrukcji, stosunkowo wysoka moc jednostkowa (zwłaszcza w przeliczeniu na rozmiary i masę silnika) oraz łatwość chłodzenia, szczególnie powietrzem. Z tych względów układ zdobył ogromną popularność w jednośladach, a także w zastosowaniach stacjonarnych (gdzie wibracje nie są problemem). Jeden cylinder miały też zawsze tzw. silniki średnioprężne, częste w ciągnikach rolniczych i ciężkich maszynach z okresu międzywojennego i tuż-powojennego.

***

Pierwsze silniki dwucylindrowe wyprodukował Gottlieb Daimler – już w 1889r. Co ciekawe, miały one układ widlasty, z kątem rozwarcia cylindrów równym 17º i dwoma korbowodami dzielącymi pojedynczy czop korbowy wału.

Pojemność 565 cm³ i sprężanie 2,5:1 dawały moc 1,5 KM przy 700 obrotach na minutę. Licencję na tę konstrukcję szybko kupiła francuska firma Panhard-Levassor, która jako pierwsza wprowadziła ją na rynek i została pierwszym w historii komercyjnym producentem spalinowych powozów bez koni (Panhard do końca swego istnienia reklamował się hasłem „la marque doyenne” – marka-senior).

Rysunek: public domain

 

Zanim to nastąpiło, silnik V2 został zastosowany w drugim drogowym i zarazem pierwszym czterokołowym pojeździe Daimlera, nazwanyym Stahlradwagen („wóz na stalowych kołach”). Osiągał on prędkość 18 km/h i powstał w tylko dwóch egzemplarzach – brak produkcji seryjnej zadecydował o pierwszeństwie firmy Panhard-Levassor.

Foto: public domain

Korzyść z dodania drugiego cylindra jest oczywista: siły pierwszego rzędu (czyli bezwładność tłoków i korbowodów działająca wzdłuż osi cylindra) mogą się równoważyć, a zapłony następują dwukrotnie częściej. Dzięki temu kultura pracy ogromnie poprawia się, można też znacząco zmniejszyć masę koła zamachowego. Tyle tylko, że przy jedynie dwóch cylindrach pełne zrównoważenie sił pierwszego rzędu wymaga dokładnie 90-stopniowego kąta rozwarcia (oraz zastosowania przeciwciężarów na wale), a wtedy zapłony będą następować nierównomiernie – w odstępach 270 i 450 stopni obrotu wału. Przy mniejszym rozchyleniu cylindrów można częściowo zniwelować ten problem, jednakże zniknie wtedy wyrównoważenie. By temu zaradzić można z kolei zastosować dwa osobne wykorbienia wału i dodatkowe wałki wyrównoważające – to jednak znacznie komplikuje i podraża budowę silnika.

Z tych powodów silniki V2 nie zdobyły popularności w samochodach. Ich aplikacje ograniczały się do motocykli i pojazdów pochodnych – np. międzywojennych trójkołowców brytyjskich firm Morgan i B.S.A. Jedynym znanym mi wyjątkiem były wczesne kei-cars Mazdy.

Morgan z 1934r. i BRZMIENIE JEGO SILNIKA, przypominające stare motocykle Harley-Davidson. Charakterystyczny bulgot to efekt nierównych odstępów między zapłonami (nieco podobny efekt występuje w innych układach wykazujących tę cechę – w tym V4 i V8).

Foto: Nrbelex, Licencja GNU

Mazda R360 coupé ’60

Foto: Taisyo, Licencja CC

Foto: Tennen-Gas, Licencja CC

Druga możliwość to dwucylindrowy silnik przeciwsobny, który w automobilach pojawił się w 1899r. u Karla Benza. Konstruktor nazwał go Kontra-Motor.

W formie eksperymentalnej takie silniki pracowały już w 1897r., ale do produkcji trafiły dwa lata później, w wersjach 1,7- i 2,7-litrowych o mocach 5 i 8 KM. W późniejszych czasach urosły do 3,7 litra i 16 KM, niektóre odmiany pracowały też w pierwszych motorowych wozach ciężarowych i omnibusach.

Rysunek: public domain

Istotą silnika przeciwsobnego jest istnienie osobnego wykorbienia dla każdego z korbowodów, przy 180-stopniowym kącie rozwarcia cylindrów. W ten sposób tłoki poruszają się naprzeciwko siebie, tak jakby się boksowały – stąd potoczna nazwa boxer.

Animacja: Anynobody, Licencja CC

Silniki typu boxer są zawsze najlepiej wyrównoważone spośród wszystkich układów o danej liczbie cylindrów. Siły pierwszego rzędu znoszą się całkowicie, a zapłony następują w równych odstępach (przy czterosuwowym dwucylindrowcu co 360º, przy dwusuwowym co 180º). Inna zaleta B2 to możliwość rezygnacji z rozdzielacza zapłonu – iskra może przeskakiwać równocześnie w obu cylindrach (w jednym z nich po prostu nie będzie wtedy palnej mieszanki). Występuje też jednak pewien problem: wykorbienia wału leżą wprawdzie w jednej płaszczyźnie (wał jest płaski), ale są przesunięte względem siebie – dlatego mimo zrównoważenia sił pierwszego rzędu powstają momenty skręcające wał korbowy. By uzmysłowić to sobie, najłatwiej chwycić palcami dwóch dłoni dwa końce długopisu i pociągnąć je w przeciwnych kierunkach: długopis obróci się, bo nawet jeśli wygenerujemy identycznej wartości siły (o zerowej wypadkowej), to ich przyłożenie w różnych miejscach wytworzy moment skręcający. To samo dzieje się z wałem silnika B2.

Z tego układu najbardziej znany był Citroën. Poza nim dwucylindrowe boxery miały między innymi najwcześniejsze Fordy (Modele A, C i F z pierwszej dekady XX wieku), Tatry z lat 20-tych, a po wojnie Panhardy, BMW 700, DAFy, Toyoty Publica i S800, a także austriackie Steyr-Puchy na bazie Fiatów 500. Zwłaszcza w tym ostatnim przypadku w oczy rzucała się poprawa kultury pracy w stosunku do włoskich silników rzędowych. Ja sam zauważyłem to w czasie przejażdżki 2CV: jego silnik brzmi podobnie do „Malucha”, ale nie generuje wibracji, które polskim samochodem „miotają jak szatan” (cytat).

Specyficzny rodzaj silnika B2 opracowała jeszcze przed 1900r. brytyjska firma Lanchester (znana z różnych innowacyjnych i oryginalnych konstrukcji, będących doskonałym tematem na osobny wpis): były tam dwa osobne wały korbowe obracające się w przeciwnych kierunkach, co równoważyło wspomniany wyżej moment skręcający wał. Wadę stanowiły nierówne odstępy między zapłonami (ponieważ tłoki znajdowały się w przeciwnych fazach), jednak kultura pracy i tak przewyższała Kontra-Motor Benza. Układ nie rozpowszechnił się z uwagi na wysoki koszt: fabrykacja dwóch wałów i dodatkowych korbowodów wychodziła drożej niż silnik czterocylindrowy, nie mniej jednak Lanchester stosował tę koncepcję do 1904r.

Silnik z dwoma wałami korbowymi Lanchestera

Rysunek: public domain

Została jeszcze konfiguracja R2, z cylindrami stojącymi równolegle koło siebie. Daje ona budowę lżejszą i prostszą od konstrukcji widlastych i przeciwsobnych, ale i zdecydowanie najsłabszą kulturę pracy. Warto wspomnieć, że układ rzędowy rozważał pierwotnie Karl Benz, jednak problemy z wyrównoważeniem skłoniły go do przyjęcia koncepcji Kontra-Motor.

Rzędowe dwucylindrówki występują w trzech wersjach, z wykorbieniami co 180º, 270º lub 360º.

Animacja: MichaelFrey, Licencja CC

Konfiguracja 360-stopniowa, z tłokami poruszającymi się razem, jest najpopularniejsza w czterosuwach, bo najlepiej dzieli 720-stopniowy cykl pracy na ćwiartki. Niestety, wspólny ruch obu tłoków tworzy nierównowagę pierwszego rzędu, identyczną jak w jednocylindrowcu – z punktu widzenia kultury pracy jedyną przewagą pozostają dwukrotnie częstsze zapłony (a poza tym mniejsze koło zamachowe). Środki zaradcze również wyglądają podobnie: ciężkie przeciwwagi na wale korbowym, dodatkowe wałki wyrównoważające, itp., które podnoszą koszt do poziomów rzadko akceptowalnych w segmencie dwucylindrowym.

Pozostałe dwa układy stosuje się głównie w motocyklach, więc nie będę się nad nimi rozwodził. Generalnie przy cyklu dwusuwowym „naturalna” wydaje się konfiguracja 180º (bo dzieli cykl na połówki), natomiast przy czterosuwowym wały wykorbione co 180 i 270 stopni mają podobne charakterystyki jak silnik V2.

Najlepiej znanymi nam samochodami z silnikiem R2 są oczywiście Fiaty 500, 126, Panda I i CC, ale po raz pierwszy pojawiły się one już u G. Daimlera (w 1895r., po rezygnacji z układu widlastego). Następnie zastosowała je francuska marka Decauville (1898r.), której motor stanowił składankę dwóch jednocylindrowców de Diona połączonych wspólnym wałem korbowym. Dalej wymienić można NSU Prinz z lat 60-tych, Subaru 360, Daihatsu Cuore oraz wczesne Hondy N360, N400 i N600. Z kolei w XXI wieku, gdy z rynku znikł Fiat 126 i wydawało się, że czas dwóch cylindrów ostatecznie minął, silniki R2 odrodziły się w Tatach Nano, no i w małych modelach koncernu Fiata: specyficzny owoc idei downsizingu, nazwany TwinAir, trafił do nowej 500-tki, Pandy, Punto, Lancii Ypsilon i Alfy-Romeo MiTo (dwucylindrowe Lancie i Alfy-Romeo – czy tak wyobrażaliśmy sobie XXI wiek…?).

Dwucylindrowy silnik Fiata 126p. JEGO ODGŁOS zna doskonale każdy Polak.

Foto: praca własna

Przy założeniu stałej pojemności większa liczba cylindrów poprawia kulturę pracy, ale podnosi spalanie (z uwagi na wyższe opory) i pogarsza elastyczność (tak, POGARSZA – bo to, że Cadillac V8 „idzie z dołu” lepiej niż „Maluch” wynika z wielokrotnie większej pojemności, nie liczby cylindrów). Dlatego też w 1955r. włoski konstruktor Aurelio Lampredi próbował zbudować 2,5-litrowy silnik R2 przeznaczony do… Formuły 1 – jego teoretycznie wyższy moment obrotowy miał zapewniać lepsze wyniki na ciasnych torach, takich jak Monaco. Niestety, wibracje przy wyższych obrotach obrotach okazały się na tyle silne, że… testowe stanowisko na hamowni rozpadło się na kawałki!! Dalszych prób zaniechano.

I jeszcze ciekawostka, wspólna dla układów z jednym cylindrem, B2 i R2 360º: chodzi o różnicę ciśnień w skrzyni korbowej, wytwarzaną przez poruszające się tłoki, które działają jak pompa. Gottlieb Daimler próbował użyć tego efektu by poprawić napełnianie cylindra (uzyskać namiastkę doładowania): w denko tłoka wbudował sprężynowy zawór samoczynnie otwierający się w czasie ssania (bo pod tłokiem panowało wtedy ciśnienie wyższe niż nad) i wpuszczający do cylindra dodatkowe powietrze. Z kolei boxery Citroëna posiadały w skrzyni korbowej otwór zaślepiony ruchomą, gumową klapką: gdy tłoki szły w dół, podnosiła się ona wypuszczając gazy, a gdy w górę – zamykała. W ten sposób wewnątrz powstawało podciśnienie zapobiegające wyciekom oleju.

***

Silnik trzycylindrowy można skonstruować na dwa sposoby: jako rzędowy albo widlasty. Tak, to nie pomyłka – sam nie wiedziałem i aż się zdziwiłem, robiąc research do tego artykułu, ale istniały motory V3, z jednym cylindrem w jednym „rzędzie” i dwoma w drugim. Stosowano je przede wszystkim w wyścigowych motocyklach Hondy z lat 80-tych, chociaż sam układ wynalazło DKW 30 lat wcześniej. Ale motocyklami się tutaj nie zajmujemy, więc przechodzimy do samochodowych silników R3.

W klasycznym trzycylindrowcu wał jest wykorbiony co 120 stopni, co daje pełne wyrównoważenie sił pierwszego rzędu, ale nie momentów (z uwagi na asymetrię chwilowych prędkości tłoków). Ponieważ w trakcie każdego cyklu występują tylko trzy suwy pracy, w obiegu czterosuwowym wciąż mamy do czynienia z oddawaniem mocy „skokami”. Brzmi to W TEN SPOSÓB.

Animacja: MichaelFrey, Licencja CC

Co innego w dwusuwie – tutaj suwy pracy trwają połowę, a nie ćwiartkę cyklu, więc przy trzech cylindrach nakładają się na siebie – dzięki temu silniki Wartburga czy Syreny charakteryzują się zaskakująco spokojnym i gładkim biegiem. Firma DKW reklamowała się nawet hasłem „3=6” sugerując, że dwusuwowe R3 odpowiada czterosuwowemu R6 – i miało to pewne podstawy, jak np. wspomniane nakładanie się suwów pracy czy też identyczny interwał pomiędzy zapłonami (regularnie co 120º). Dźwięk obu rodzajów jednostek napędowych różni się jednak diametralnie.

Trzycylindrowy dwusuw Wartburga oraz JEGO ODGŁOS

Foto: praca własna

Pierwsze trzycylindrowe silniki samochodowe opracowali w USA bracia Duryea, którzy na przełomie XIX i XX wieku budowali trójkołowe, trzycylindrowe powozy bez koni. Później nastąpiła długa przerwa – dopiero po II wojnie światowej układ spopularyzowały dwusuwowe konstrukcje DKW, Saaba i ich klony. Od lat 70-tych silniki takie wykorzystywał szereg japońskich kei-cars (przede wszystkim Suzuki), a potem nieco większe modele Subaru i Daihatsu. Z lat 80-tych pochodziły też niesławnej pamięci diesle włoskiej firmy VM, a z kolejnej dekady – trzycylindrowce Smarta i hybrydowej Hondy Insight. Z kolei XXI-wieczna eksplozja downsizingu wywołała prawdziwe tsunami, które zalało rynek silnikami R3, najczęściej z turbodoładowaniem – ten trend nie ominął nawet Audi i BMW.

***

Przez lwią część historii motoryzacji w zdecydowanej większości krajów największą popularnością cieszyły się silniki czterocylindrowe (mowa oczywiście o samochodach osobowych, jak zawsze na Automobilowni). To zrozumiałe, bo czwórka jest doskonałym wypośrodkowaniem pomiędzy wyrównoważeniem i innymi zaletami mechanicznymi, a czynnikiem kosztowym, w dodatku wydaje się optymalna dla pojemności stosowanych w większości samochodów popularnych. Omawianie rozpoczniemy jednak nie od najczęstszego układu rzędowego, a od boxera – bo ten pojawił się jako pierwszy, już w 1862r.

No dobrze, to trochę naciągane, bo ów pierwszy silnik B4 rozpadł się po zaledwie chwili pracy. Nie zmienia to jednak faktu, że istniał i dał się uruchomić. Jego pomysłodawcą był człowiek uważany w krajach niemieckojęzycznych za wynalazcę czterosuwowego silnika spalinowego, to jest Nikolaus August Otto, wykonawcą zaś – zakontraktowany przezeń mechanik z Kolonii, Michael Zons.

Otto rozumiał, że jeśli praca silnika składa się z czterech suwów, to optymalnie będzie zrobić cztery cylindry, by w każdym z nich miała miejsce inna ćwiartka cyklu. Niestety, nie miał jeszcze pojęcia o właściwym wyważeniu wału i całego mechanizmu korbowego (nie mówiąc o ówczesnej jakości obróbki elementów metalowych) – stąd rozpadnięcie się silnika tuż po odpaleniu. Rozczarowany Otto postanowił uczynić krok wstecz i kolejny silnik zaprojektował według prymitywnej, XVIII-wiecznej koncepcji majora de Rivaza, ale fakt pozostaje faktem – to on wymyślił i zbudował pierwszą maszynę czterocylindrową.

W boxerze każdy tłok łączy się z własnym czopem korbowym, a wał pozostaje płaski (wykorbienia co 180º)

Animacja: MichaelFrey, Licencja CC

Jak w każdym silniku przeciwsobnym, zaletami są zwarta budowa, niski środek ciężkości (dzięki leżącej konfiguracji) i bardzo dobre wyrównoważenie. Wadami – duża szerokość i wysoki koszt wynikający z konieczności zdublowania wielu elementów (głowicy cylindrów, kolektorów, itp.).

W silniku B4 siły pierwszego rzędu w pełni się równoważą. Momenty skręcające występują (z uwagi na dystans między czopami korbowymi sąsiadujących cylindrów), jednak pozostają nieznaczne, więc konstruktorzy zwykle je ignorują. Również siły drugiego rzędu – o których powiem przy okazji układu R4 – są znacznie zredukowane, co poprawia kulturę pracy i umożliwia zastosowanie wyższych pojemności bez potrzeby dokładania wałków wyrównoważających.

Pewnym problemem jest za to układ wydechowy. Otóż prawidłowe napełnienie cylindra i sprawna wymiana ładunku wymagają równych odstępów pomiędzy impulsami ciśnienia w wydechu. Natomiast na animacji powyżej widać, że w B4 iskry pojawiają się najpierw w jednym bloku cylindrów, a potem w drugim: z tego powodu, by uzyskać regularne impulsy ciśnienia spalin, należałoby zbudować kolektory łączące w pary cylindry z przeciwległych bloków. To oczywiście komplikuje i podraża całe zadanie.

Dawniej konstruktorzy przedkładali prostotę nad sprawność silnika, łączyli więc cylindry jednostronnie i godzili się z gorszym napełnianiem (wynikiem nieregularnych impulsów ciśnienia spalin jest np. charakterystyczny bulgot starych boxerów Volkswagena). Zmieniło to dopiero Subaru, które w latach 90-tych, na potrzeby rajdów, opracowało wydechy o równej długości dla wszystkich cylindrów i równomiernych impulsach (łączące najpierw cylindry 1-3 i 2-4, a potem wszystko razem). W modelach seryjnych ten patent pojawiał się od 2003r. (począwszy od Legacy), usuwając specyficzne brzmienie boxera – dlatego purystom tunerzy oferują akcesoryjne wydechy przywracające bulgot.

Pierwsze silniki B4 (wyścigowe) powstały w 1900r. jako rozwinięcie dwucylindrowego Kontra-Motor Benza. W latach 20-tych przeciwsobne czterocylindrówki (obok dwucylindrówek) produkowała Tatra, od której układ ten przejął Ferdynand Porsche konstruujący VW „Garbusa”. Stamtąd powędrował on do opracowanego przez jego syna Porsche 356, a potem 914. Trzeba też wspomnieć o Citroënach Ami, GS i Axel, wielu modelach Alfy-Romeo (począwszy od Alfasuda z 1971r.), oraz oczywiście o wspomnianych już Subaru. Warto zauważyć, że wiele z tych silników było chłodzonych powietrzem – układ B4 doskonale się bowiem do tego nadaje.

Najbardziej zaawansowana wersja czterocylindrowego boxera Porsche – tzw. Fuhrmann-Motor, skonstruowany przez inż. Ernsta Fuhrmanna do zastosowań wyczynowych. W najmocniejszych specyfikacjach miał pojemność dwóch litrów, cztery wałki rozrządu i moc 180 KM przy 7.200 obr/min, a BRZMIAŁ TAK.

Foto: public damain

Widlasty silnik czterocylindrowy to nic innego, jak dwa połączone V2: mamy tu dwa czopy korbowe, po jednym na każdą parę cylindrów, w odstępie co 180º. Własności też będą więc podobne: pełne zrównoważenie sił pierwszego rzędu dla kąta rozwarcia 90º oraz niepełne przy mniejszych kątach, przy czym odstępy pomiędzy zapłonami nigdy nie będą równe. Momenty skręcające działają, ale są niewielkie – to zasługa krótkiego wału, a więc jego większej sztywności i mniejszego ramienia siły.

Układ widlasty stosuje się w zasadzie tylko z uwagi na zwartą budowę silnika, dlatego przy mniejszej liczbie cylindrów (do czterech włącznie) jest on rzadko spotykany w samochodach – bo porównywalne silniki rzędowe mieszczą się bez problemu, a pracują równiej i kosztują taniej (z uwagi na pojedynczą głowicę i kolektory). V2 i V4 rozpowszechniły się więc głównie w motocyklach, łodziach itp. Zdarzały się jednak wyjątki: począwszy od konstrukcji Francuza, Émile’a Morsa, z 1897r., poprzez międzywojenne i powojenne Lancie (w tym przełomową Lambdę), modele amerykańskiego koncernu AMC, aż po dobrze znane w Polsce Zaporożce. Silniki V4 stosował też długo europejski Ford, który skonstruował dwie odrębne jednostki tego typu, z czterema osobnymi wykorbieniami i wałkiem wyrównoważającym: brytyjską, nazwaną Essex V4, wykorzystywały modele Transit i Corsair, a niemiecką – oczywiście cały szereg Taunusów, a ponadto Saab i Matra. Oba warianty trafiały też pod maskę sportowego Capri. Fordowskie V4 miały reputację pracujących bardzo szorstko, jednak ja znam właściciela Capri, który twierdzi wręcz odwrotnie – że widlasta czwórka robi lepsze wrażenie od porównywalnych rzędówek. Mam nawet zaproszenie na przejażdżkę, ale z uwagi na dzielącą nas odległość na okazję trzeba będzie poczekać.

Widlasta czwórka wczesnego Zaporożca ORAZ JEJ ODGŁOS

Foto: Gwafton, Licencja CC

Jako ostatni w pierwszej części artykułu opiszę rzędowy silnik czterocylindrowy. R4 jak koń: jakie jest, każdy widzi. Ogromna większość samochodów, z jakimi mamy do czynienia w Europie, wykorzystuje ten układ, a i w Stanach Zjednoczonych ostatnimi laty rynkowy udział czterocylindrowców – dzisiaj prawie nie występujących w innych odmianach niż rzędowa – przekroczył 50%. Dlatego mija się z celem wyliczanie producentów, może poza pierwszym z nich…

…czyli Daimlerem, który w latach 1898-1902 produkował 1,8-litrowy, 6-konny model Phönix.

Foto: materiał producenta

Najbardziej rozpowszechniony typ rzędowej czterocylindrówki ma cztery osobne wykorbienia, ułożone w jednej płaszczyźnie (co 180º) w sposób widoczny poniżej – z kolejnością zapłonów 1-3-4-2 (choć czasem stosuje się też 1-2-4-3).

Animacja: MichaelFrey, Licencja CC

Siły pierwszego rzędu równoważą się, nie pojawiają się momenty skręcające, a zapłony następują w równych odstępach – to wszystko poprawia kulturę pracy, która jednak wciąż nie jest idealna, a to z dwóch powodów. Po pierwsze, jak w każdym silniku czterocylindrowym, suwy pracy nie pokrywają się, bo wszystkie tłoki osiągają położenia zwrotne w tych samych momentach (chwilowa moc wynosi wtedy zero). Problem jest znacznie zredukowany w stosunku do silników o mniejszej liczbie cylindrów, gdzie przerwy pomiędzy suwami pracy są długie (dlatego też koło zamachowe czwórki można kolejny raz zmniejszyć), ale wciąż istnieje. A po drugie i ważniejsze – rzędowa czterocylindrówka cierpi na tzw. nierównowagę sił drugiego rzędu. Owe siły rosną wraz z prędkością obrotową oraz masą tłoków, co oznacza, że większe pojemności R4-ek – w praktyce od około dwóch litrów wzwyż – wymagają dodatkowych wałków wyrównoważających. Chyba że mówimy o starych, niewysilonych motorach, w stylu Fordów T / A, Citroëna DS 23 albo radzieckich i polskich M-20 / S-21, w których problem łagodziły niskie prędkości obrotowe, a i wymagania użytkowników stały trochę niżej (wibracje do pewnego stopnia absorbowały też elastyczne mocowania, wynalezione w latach 20-tych przez Chryslera i szybko zaadoptowane przez Citroëna).

Skąd biorą się siły drugiego rzędu? Otóż w „górnej połowie” ruchu (gdy dolny koniec korbowodu znajduje się powyżej osi wału korbowego) tłoki osiągają większe prędkości i przyspieszenia niż w „dolnej połowie”, bo na skutek wychylenia korbowodu mają do przebycia dłuższą drogę w tym samym czasie. Generuje to nierówne siły bezwładności, a więc wibracje w osi cylindra, o częstotliwości dwóch cykli na obrót wału.

Źródło: https://www.motocykl-online.pl/galerie/Uklad-i-wal-korbowy,8064,6

W zaawansowanych silnikach R4 siły drugiego rzędu są równoważone za pomocą dwóch wałków obracających się w przeciwnych kierunkach dwukrotnie szybciej od niego, z masami rozmieszczonymi tak, by siły odśrodkowe niwelowały siły drugiego rzędu.

Masy przeciwdziałające siłom drugiego rzędu są oznaczone literami C i D. To rozwiązanie wymyślił w 1911r. Frederick Lanchester (ten sam, który wcześniej skonstruował dwucylindrowy silnik z dwoma wałami korbowymi), a dzisiaj stosuje je wielu producentów większych silników R4, a także V6.

Rysunek: public domain

Przy układzie R4 omówiliśmy oczywiście tylko cykl czterosuwowy, w historii motoryzacji istniał jednak jeden przykład dwusuwu o tej konfiguracji – czeskie Aero 50 z silnikiem złożonym z dwóch litrowych dwucylindrówek.

Silniki R4 zrobiły furorę w samochodach osobowych, bo stanowią najprostszy i najtańszy typ czterocylindrowców, które, jak już ustaliliśmy, oferują najlepszą kombinację kosztu, zużycia paliwa i kultury pracy, a ich wady – chodzi głównie o rozłączne suwy pracy i działanie sił drugiego rzędu – w praktyce zauważają jedynie najbardziej wybredni automobiliści. Ci preferują silniki wielocylindrowe (od pięciu wzwyż), w których nie następują żadne przerwy w oddawaniu mocy. O nich powiemy sobie w drugiej części artykułu.

C.D.N.

P.S. Korzystając z okazji chciałem serdecznie zaprosić wszystkich Automobilowniaków do Krakowa, gdzie w najbliższy weekend, 8-9 czerwca, odbędzie się RETROMOBIL GALA KRAKÓW. Na imprezie pojawią się wyłącznie samochody sprzed 1955r., w większości przedwojenne i będące zabytkami najwyższej klasy – również legendarnych francuskich Grandes Marques!! Pochwalę się też, że będę miał zaszczyt zasiadania w jury organizowanego przy tej okazji Konkursu Elegancji, a także opowiadania Odwiedzającym o zgromadzonych automobilach. Zapewniam, że będzie co pooglądać, rezerwujcie więc czas i przyjeżdżajcie: w sobotę pomiędzy 10.30-13h na Rynek Główny, a w niedzielę pomiędzy 9-14h na dziedziniec zewnętrzny Zamku Królewskiego na Wawelu. Zachęcam gorąco!!

Share Button
Tagi:
46 comments on “DZIEDZICTWO INŻYNIERII: UKŁADY CYLINDRÓW, cz. I
  1. Hurgot Sztancy pisze:

    jak będą już wszystkie części gotowe, to otwieramy encyklopedię motoryzacyjną!

    aha, tak tylko dodam, bo być może mniej obeznani nie wiedzą, albo poruszysz to przy silnikach 8-cylindrowych, ale nie każdy bokser jest bokserem 😉 tzn. w polskiej nomenklaturze nie jest to do końca rozpowszechnione, ale po angielsku istnieje podział na silniki H4 i B4, różnicę widać dobrze tu: https://i.kinja-img.com/gawker-media/image/upload/cjy9oqxuemabq5u4zhg3.png

    A Pan Szczepan awansuje do pierwszej ligi automobilistów, skoro zasiędzie w jury konkursu – gratuluję i Szczepanowi i konkursowi!

    • SzK pisze:

      Części artykułu będą dwie – pierwsza o silnikach do 4 cylindrów, czyli pracujących „skokami”, a druga od 5 cylindrów wzwyż – czyli „tych lepszych”. Z tym że to dopiero za 10 dni, bo po drodze będzie jeszcze przejażdżka pewną bardzo rzadką perłą PRL-u 🙂 A potem już kilka wpisów gościnnych, z których część już dostałem, ale nie powiem o czym są 🙂

      Tak, jest różnica między boxerem i V-ką o rozchyleniu 180 stopni, przy czym terminologia jest różna: niektórzy zamiast Flat 180 mówią „boxer z osobnymi czopami korbowymi” – to oczywiście kwestia umowna, a ja w artykule, na razie przy dwucylindrówkach, przyjąłem akurat tę drugą wersję (bo tak miałem w źródłach).

    • ndv pisze:

      W polskiej literaturze kojarzę silnik widlasty (który może mieć kąt między rzędami 180 stopni) i silnik przeciwsobny (bokser). H generalnie to dwa silniki jeden nad drugim (Brough Superior miał silnik H4 – o ile pamiętam wały obracały się w przeciwnych kierunkach). To tak na szybko.

    • Krzyś pisze:

      O tak! Szczepan to bez dwóch zdań pierwsza liga. Jest prawdziwym propagatorem i entuzjastą. Potrafi przy tym przekazywać wiedzę w sposób przystępny. To nie jest zbyt oczywisty zestaw cech w dzisiejszych czasach 🙂 A dzisiejszy wpis jak najbardziej mógłby być jednym z rozdziałów motoryzacyjnej encyklopedii.

    • Daozi pisze:

      Dołączam się do gratulacji! W sobotę nie dam rady, ale w niedzielę zrobię wszystko żeby chociaż na chwilę wpaść. Zwłascza, że mieszkam jakiś kilometr od miejsca wydarzenia 🙂

  2. ndv pisze:

    Silniki tłokowe fascynują chyba tylko dzięki indywidoalnej motoryzacji – ta odgrywa wielką rolę w dzisiejszej cywilizacji i inaczej mogą twierdzić tylko skończone oszołomy. I ta fascynacja dotyczy właśnie wąskiego wycinka jakim są silniki napędzające samochody osobowe i motocykle.

    O ile kazdy, kto się uważa za wiarę interesującego się motoryzacja wie, że klasyczny amerykański samochód ma V8, to mało znany jest fakt, że klasyczny amerykański autobus ma dwusuwowego diesla;) a znajomość silników lotniczych jest niemal zerowa.

    Co dobrzedowej trójki – spotkałem się z wersją, że dzięki temu, że dwa tłoki zawsze są w ruchu koło zamachowe wcale nie musi być większe niż w silniku o 4 cylindrach (chyba że myślimy o włoskich motocyklach – trzycylindrowa Laverda w celu cięcia kosztów miała płaski wał).

    Co do Forda (ale to dotyczy raczej drugiej części wpisu) któraś z tych V6 była zrobiona tak, że miała kolektory od V4. No, ale kiedyś nie oszczędzano na czym się tylko da 😉

    • SzK pisze:

      Tak, na pewno ważne było to, że każdy z nas jakimś samochodem jeździł. Ale zauważmy, że np. napęd elektryczny – chociaż mający mnóstwo zalet – nie wywołuje takiej gęsiej skórki. Dzisiaj między innymi z powodu wprowadzania go na siłę, ale przecież elektryki zawsze były na rynku obecne, choćby marginalnie – i nigdy nie przyspieszały bicia serca. Nie jest to kwestia osiągów (bo przeież fascynował nawet Citroen 2CV), ani też małego zasięgu (bo samochód stworzony do dawania radości nie musi służyć do dalekich podróży – wystarczy kilka kółek po torze, przecież supersamochody też się tak „eksploatuje”). A jednak – do czasu Tesli, czyli projektu inspirowanego poprawnością polityczną, a nie realnym popytem, nikt nie próbował nawet stworzyć emocjonującego elektryka.

      • ndv pisze:

        Moim zdaniem kwestia przyzwyczajenia – silniki tłokowe są z motoryzacją „od zawsze” i jestem przekonany, że gdyby te +- 100 lat przyjął się napęd elektryczny dyskusje o sposobie uzwojenia czy parametrach falownika byłyby równie emocjonujące co dzisiejsze dotyczące ilości turbosprężarek na cylinder 😉

        Natomiast motoryzacja – a właściwie jej postrzeganie – sama w sobie jest fascynujące. Te półtorej tony materii nieożywionej jest jednocześnie postrzegane jako narzędzie, element agd, symbol statusu, obiekt westchnień, kultu (V8 bracia), nienawiści sam nie wiem czego jeszcze.

        (Jeśli ktoś ma wątpliwości czy napęd elektryczny może budzić emocje niech posłucha dyskusji np. tzw. młodzieży dotyczącej specyfikacji „mądrofonów” – w dyskusjach dot. wyższości sprzętu „zaprojektowanego w Kalifornii, wyprodukowanego w Chinach” nad sprzętem pewnej koreańskiej marki na S do rękoczynów jest równie blisko jak przy dyskusjach czy olej wymieniać co tydzień czy tylko dolewać;) – a tam się w ogóle nic nie rusza).

        Mam nadzieję, że nie wyszło nazbyt bełkotliwie

      • SzK pisze:

        Samochód to najdroższy przedmiot ruchomy, jaki posiadamy (dla dzisiejszej młodzieży tę funkcję pełni właśnie telefon). Samochód daje nam wolność. W przeszłości był też naszą wizytówką, bo podjeżdżaliśmy nim wszędzie, tak więc ludzie widzieli najpierw nasze auto, a dopiero potem nas (dziś już tak nie jest, bo po pierwsze, nie podjeżdżamy nigdzie pod drzwi, a po drugie, samochód stał się dobrem łatwo dostępnym, dlatego na nikim szczególnego wrażenia nie robi, do tego dochodzi kwestia politycznej niepoprawności). No i – jeszcze raz powtórzę – każdy model ma swój charakter, który definiuje nas tak samo jak ubranie, fryzura albo słuchana muzyka. Chodzi nie tylko o poziom zamożności – bo dzisiaj używane, ale dobrze wyglądające auto dowolnie wysokiej klasy można kupić taniej niż najtańsze nowe – ale właśnie o charakter. Mamy auta dla kapeluszników i działkowców, mamy dla ojców rodzin (ze stopniowaniem temperamentów) i dla ich żon, mamy dla młodych gniewnych i dla grzecznych panienek. Tego w telefonach mimo wszystko nie uświadczymy (chyba że mówimy o pokrowcach i tapetach na ekran).

      • ndv pisze:

        Czy gdyby samochody były napędzane czymś innym niż silniki tłokowe wewnętrznego spalania miałyby takie same charaktery? Wątpię i Ty też tak twierdziłeś we wpisach o przejażdżkach elektrykami.

        IMO to jak odbieramy poszczególne samochody to kwestia przyzwyczajenia. Porządny wóz = duży i mocny silnik. Ale to postrzeganie nie jest jakąś własnością samochodów. To nabyta, wyuczona część kultury. Podobnie jak z ubraniami – są kraje, w których mężczyźni noszą spódnice i takie, gdzie kobiety nie zasłaniają biustu – tam jest to norma – u nas na ulicy byłoby postrzegane co najmniej jako „dziwne”.

        Pomijam tutaj kwestie wzornictwa, które bazując na psychologii są w stanie wywołać poprzez przedstawiony obraz określone uczucia, których źródła są głębsze niż świadomość i przyzwyczajenia.

        Komórki i komputery też mogą prezentować różne „charaktery”. Popatrz chociaż na zdjęcia dwóch serii Lenovo – Legion i ThinkPad – i szczerze powiedz, czy to jest to samo.

    • Daozi pisze:

      Też uważam, że gdyby silniki elektryczne jakimś cudem produkowano masowo od początku, to one z kolei wywoływałyby emocje, które wywołują obecnie silniki spalinowe.
      Ciekawa jest natomiast, z punktu widzenia psychologii, pozycja samochodu, który, jakby na to nie patrzyć, jest tylko maszyną, sprzętem domowym albo narzędziem pracy.
      Nie znam badań na ten temat. Osobiście myślę, że kwestia podkreślenia statusu jest tu bardzo istotna. Do tego dochodzi poczucie kontroli i władzy nad dużą, rozpędzoną maszyną, która idealnie wpisuje się zarówno w zaburzenia narcystyczne jak i sadystyczne a nawet łączy się z fiksacją analną (poczucie kontroli)A, że powyższe bardzo często występują u mężczyzn…
      Interesujące jest również to, że wśród kobiet, miłośniczek motoryzacji jest nieporównanie mniej niż wśród mężczyzn – do tego chyba nie trzeba nikogo przekonywać?

    • wojluk pisze:

      Właśnie takie miałem skojarzenie po przeczytaniu wstępu. Myślę, że gdyby istniał sprzęt AGD wpinany nie do gniazdka, a do instalacji z naftą i do komina spalinowego to silniki spalinowe nie budziły by takiej fascynacji. Motory fascynują, bo fascynuje przedmiot w którym je zastosowano.
      Co do napędów elektrycznych to też jest to bardzo ciekawa tematyka. Silniki na prąd stały, przemienny. Różne typy rozruchów, sterowania. Generalnie nie znam się na tym, dopiero zaczynam rozpoznanie na przykładzie trolejbusów i co do zasady funkcjonowania to wydaje się bardziej skąplikowane niż motor spalinowy. Jednak to wszystko są sprawy techniczne, raczej niewyczuwane podczas użytkowania. Poprostu bzyczy i się kręci.

      • Hurgot Sztancy pisze:

        ja sobie ten temat przybliżyłem czytając o pociągach i sposobie rozruchu, oporowym czy impulsowym – wydaje się to takie proste, a ile tam się w środku dzieje, to olaboga ( w takim EU07 nastawnik ma 43 pozycje) 🙂
        http://www.transportszynowy.pl/lokerozruch.php

      • Wojluk pisze:

        Dziękuję za łącze. Zapoznam się z tym na pewno.

      • jonas pisze:

        Silnik elektryczny nie jest właściwie w ogóle skomplikowany, ma tylko jedną część ruchomą – wirnik – podpartą na dwóch łożyskach. Dobrze wykonany działa bezproblemowo całymi latami, a jego żywotność przy zachowaniu znamionowych parametrów zasilania determinuje tylko żywotność łożysk. Charakterystyka mocy i momentu silnika elektrycznego jest rewelacyjna do zastosowań trakcyjnych, żaden trzęsący się agregat na sok z dinozaurów nie ma do nich startu.

        Systemy sterowania silnikiem elektrycznym już rzeczywiście bywają zbudowane w sposób na pozór skomplikowany, ale przy obecnym rozwoju techniki to wszystko dzieje się wewnątrz samego napędu (znaczy tej całej skrzynki) i oprogramowania, które tym zarządza. W byle osiedlowej hurtowni elektrycznej można sobie kupić silniki klatkowe trójfazowe i do nich odpowiednie falowniki, których najprostsze modele oferują już kilka trybów sterowania, hamowanie dynamiczne, rampy rozpędzania i zwalniania, płynną regulację prędkości z kilkoma nastawami zadanymi odgórnie (np. na 10, 30 i 50 Hz).

        Jedynym problemem, utrudniającym zastosowanie tych wszystkich dobrodziejstw w samochodach, jest odpowiednio małe, lekkie i jednocześnie wydajne źródło zasilania. Pakiet akumulatorów nadal jest pieruńsko drogi, nadal trzeba go ładować godzinami, nadal spada zasięg na mrozie, a przy szybkim ładowaniu dużym prądem trzeba to chłodzić, bo wybuchnie albo zacznie tracić pojemność. Tesla i przyjaciele to póki co drogie gadżety, a nie realna alternatywa dla spalinowozów.

      • SzK pisze:

        Zgadzam się całkowicie. Elektrykami jeździ się doskonale, tyle tylko, że bardzo krótko 🙂

      • ndv pisze:

        Jak wejdziemy w szczegóły okazuje się, że znaczenie ma ilość żłobków, sposób nawinięcia uzwojenia, kształt magnetowodów itd.

        Żeby było śmieszniej pierwsze ogniwa paliwowe powstały pod koniec lat 30 XIX wieku.

  3. Jakub pisze:

    Wspaniały artykuł.

    Choć tu nie mówimy o motocyklach, ale jednak przez artykuł się mniej lub bardziej przewijały, można by dodać jednego białego kruka – czterocylindrówkę kwadratową, w motocyklach „Ariel Square Four”

    • SzK pisze:

      Oo, fajne!! Nietypowych układów silników było sporo, ale ja niestety zbyt mało wiem na ten temat, żeby opisywać… Do tego byłby to temat nie do końca samochodowy, ale to mniejszy problem – większym jest mój brak wiedzy.

  4. benny_pl pisze:

    fajny artykul, tylko zapomniales Szczepanie o 2 cylindrowych dwusuwach a przy okazji i „zaworow” w kilkucylindrowych silnikach dwusuwowych czyli np stawidle tak aby to wogole moglo dzialac 🙂

    • SzK pisze:

      Faktycznie, nie wspomniałem!! Wieczorem coś jeszcze uzupełnię, z zaznaczeniem, że Ty zwróciłeś uwagę 🙂

    • Piotr pisze:

      Morgan z tego filmu ma całkiem współczesny silnik X-wedge firmy S&S. On nie ma nic wspólnego z oryginalnym. To silnik wymyślony na potrzeby motocykli customowych jako lepszy i bardziej zaawansowany niż popularne wówczas klony silnika Harley Davidson Evolution. Niestety zupełnie nie przyjął się na rynku motocyklowym.

  5. Remigiusz pisze:

    Artykuł super, zresztą jak każdy, który tu czytałem. Pragnę tylko zwrócić uwagę, że oznaczenie silnika Hondy to VTEC, nie V-TEC, ale to tylko czepialstwo z mojej strony:)
    Pozdrawiam.

  6. Padalec pisze:

    Emocje, które wywołuje silnik spalinowy wynikają chyba z kompletnego wariactwa tej konstrukcji. W końcu kim trzeba być by ujarzmić serię milisekundowych eksplozji i zakląć ją w pożyteczny ruch? Wystarczy spojrzeć na materiały filmowe dołączone do artykułu, posłuchać automobilu Benza by stwierdzić, że jego konstruktor był szaleńcem, a o Sizaire-Naudin z tym przerośniętym tłokiem i fikuśnym wybieraniem biegów nawet lepiej nie wspominać 🙂

    Niestety, napęd elektryczny nie ma w sobie nawet połowy tego romantyzmu, tego absurdu i wirującego żelastwa co silniki cieplne. Za dużo w nim rozsądku.

    • SzK pisze:

      Zgadzam się całkowicie – dlatego właśnie uważam, że silnik spalinowy jest LUDZKI. Ludzie nie lubią doskonałości – boimy się jej, bo sami nie jesteśmy doskonali 🙂

  7. gumi pisze:

    Co do tych wałków wyrównoważajacych w R4, silniki których przykłady podano maja relatywnie długie korbowody w stosunku do promienia wykorbienia wału, i to jest patent konstruktorów na tańsze zmniejszenie sił masowych drugiego rzędu.

  8. kierowca bombowca pisze:

    Dla mnie ciekawym doświadczeniem ostatnich lat są próby – chyba całkiem udane – poprawy kultury pracy silników 2 i 3 cylindrowych. Jakiś czas temu, gdy koleżanka rozglądała się za Fiatem 500, byliśmy wspólnie na jeździe testowej autem z silnikiem Twinair i spodziewając się nieco podkręconego, kaszlącego Malucha doznałem małego szoku jak bardzo postarano się oswoić naturę dwucylindrowca. To samo nowe silniki trzycylindrowe – znane mi z jazdy Renault 0,9tce, Suzuki 1.0 boosterjet i VAG 1.0 MPI pracują lekko nerwowo „na zimno”, za to po rozgrzaniu wibracje są podobne jak w R4 i dopiero po mocniejszym wciśnięciu gazu słychać różnicę – ale tylko w dźwięku. Gdybym miał słaby słuch – prawdopodobnie nie zauważyłbym różnicy.

    • G_K pisze:

      Jak dla mnie 1.0 MPI w Skodzie pracuje przyjemniej niż 1.6 CVVT w Hyundaiu. 3 cylindrowiec przyjemniej bzyczy i ochoczo wkręca się na obroty. Jedynie na zimno trochę nim rzuca. 4 cylindry są cichsze do 3 tyś. obrotów ale potem irytująco buczą jak wkurzony trzmiel.

  9. Daozi pisze:

    Dodałbym jeszcze mniejszą fascynację silnikami odrzutowymi, które jednak do samochodów się nie nadają. Oczywiście było kilka szalonych pomysłów (wliczając odrzutowego Smarta), czy słynnego Chryslera Turbine. Niemniej jednak taki silnik też jakoś nie budzi podobnych emocji moim zdaniem. Może zbyt jednostajnie wyje? Sama idea, jakkolwiek nierealna, wydaje się pociągająca
    Można by się wówczas chwalić np.: „mam wysokoobrotwy silnik w aucie, więc trochę huczy powyżej 30 tys. ale do 40 tys. da się wytrzymać”.

    • SzK pisze:

      No, akurat odrzutowcami to w latach 50-tych fascynowano się ogromnie, samochody z Detroit był stylizowane na myśliwce naddźwiekowe, nawet wydech chcieli wkomponować w światła pozycyjne, żeby to wyglądało jak dysza odrzutowca z włączonym dopalaczem – tylko że klosze za szybko pokrywały się sadzą…

      A Chrysler Turbine się nie przyjął, bo bardzo dużo palił i słabo reagował na gaz – turbiny średnio nadają się do samochodów właśnie z tych powodów. Ale pracują gładko, to fakt. No i to wciąż silniki SPALINOWE 😉

  10. SMKA pisze:

    Co do tego że ludzi interesują silniki spalinowe- według mnie istotne jest to, że służą do napędu pojazdów. Jestem pewien że gdyby występowały jedyne jako silniki stacjonarne, to mało kto by się nimi interesował. Zresztą, ludzi chyba bardziej interesują pojazdy, niż maszyny stacjonarne. Ot, czołgami czy samolotami bojowymi interesuje się nieporównywalnie więcej osób, niż armatami holowanymi- choć przecież przynajmniej kiedyś armaty holowane stanowiły ważny komponent uzbrojenia wojsk (dzisiaj chyba ważniejsza jest artyleria samobieżna).

    • benny_pl pisze:

      bo frajde sprawia wszystko co samo jedzie 🙂
      ja tam z wielka checia lubie przejechac sie czyms nietypowym i jechalem oprocz oczywiscie samochodow to traktorem, koparka, teleskopaderem, minikoparka, walcem drogowym, quadem, wozkiem akumulatorowym „Balkancar”, Melexem, roznymi motocyklami/motorowerami/skuterami, kosiarka-traktorkiem, czy nawet samobiezna maszyna sprzatajaca taka jak w wiekszych supermarketach (no bo i pracowalem jako serwisant takich maszyn) no i pewnie jeszcze cos by sie znalazlo 🙂
      od jakiegos czasu zreszta ucze jezdzenia 4 letnia corcie ktorej to sprawia niesamowita frajde (wcale jej sie nie dziwie, tez zawsze chcialem juz od malenkosci) i musze przyznac ze kosiarka-traktorkiem swietnie jej wychodzi jazda (oczywiscie na kolanach i ona tylko skreca, ale po podworku jezdzi tak, ze omija wszystko co stoi i w nic zwykle nie wjezdza 🙂 no nie liczac plotku ogrodka czy lopatki do piasku 😉 Starletka po polu juz jej tak dobrze nie wychodzi, bo w samochodzie duzo wiecej obrotow kierownicy trzeba zrobic zeby skrecic i puki co to woli sobie skrecic na maxa i jezdzic w kolko caly czas 🙂 i rozjezdzac drzewka i krzaczory tez 😉

  11. st druciarz w firmie C&G pisze:

    a ja bardzo lubię silniki turbośmigłowe , ich dźwięk gdy przelatuje wysoko z tym efektem Dopplera ,coś pięknego. Bardzo kojący i uspakajający jak dla mnie.

    • Hurgot Sztancy pisze:

      ale w środku już tak przyjemnie nie jest – wycieczka ATR72 do Szczecina to była makabra 😉

      • ndv pisze:

        Tu 95 z przeciwbieznymi smiglami – oficjalnie najglosniejszy samolot swiata 🙂

        A co do osiagow Chryslerow Turbine – z dzisiejszego punktu widzenia mial on wyjatkowo prymitywny silnik. Stopien sprezania wynosil 4:1 (ponoc dzisiejsze silniki turbinowe maja ponad 50), mial jedna puszkowa komore spalania zamiast dzisiaj stosowanych pierscieniowych i mial raczej prymitywne lopatki turbiny wymuszajace niska temperature pracy. Dzisiejsze lopatki sa wykonane z jednego krysztalu, maja wewnatrz labiryntowe kanaly chlodzace oraz szereg otworow, przez ktore powietrze chlodzace tworzy warstwe przyscienna izolujaca lopatke i pozwalajaca na prace w gazach o temperaturze wyzszej od temperatury topnienia lopatki.
        Kazdy silnik ma swoj zestaw problemow

      • SzK pisze:

        Ja raz leciałem turbośmigłowym ATRem z Paryża do Limoges i od startu do lądowania myślałem, że samolot się zaraz rozpadnie na kawałki, bynajmniej nie z powodu turbulencji. Traumatyczne przeżycie, naprawdę.

        A co do Chryslera, to mogę się mylić, bo ekspertem nie jestem, ale wydaje mi się, że ówczesne silniki tłokowe mogą się mieć do dzisiejszych dość podobnie, jak ówczesne turbiny do dzisiejszych. To jest po prostu kwestia ponad półwiecza postępu, i tu, i tu.

      • ndv pisze:

        Z ciekawosci – co wywoluje taka traume w ATR? Halas i wibracje emitowane przez smigla?

        A silnik Chryslera ma sie do dzisiejszych turbin moim zdaniem raczej jak V8 DOHC z Mustanga do flatheada z Forda Bonnie i Clyde’a. Przy czym wspolczesny silnik tlokowy jest znacznie tanszy w produkcji od turbiny.

      • SzK pisze:

        Dokładnie tak. Wibracje i hałas. Jak gdyby samolot miał się zaraz rozpaść.

      • Jakub pisze:

        W wypadku Chryslera Turbine musimy pamiętać jeszcze o jednym – te auta miały, w góra dziesięcioletniej przyszłości, trafić do seryjnej produkcji, dla masowego odbiorcy – w związku z tym silnik musiał być relatywnie prosty i tani, w przeciwieństwie do jednostkowych/małoseryjnych silników ogromnie drogiego czołgu.

  12. Aleksander pisze:

    Nawiązując do wstępu, to ja swojego czasu bez problemu rozpoznawałem po dźwięku E30 325i, E36 328i i E46 330i, czyli topowe wersje trójek poszczególnych generacji. Z modelami M było jeszcze łatwiej.

    Kiedyś widziałem jakiś zabytkowy ciągnik rolniczy na którym traktorzysta rytmicznie podskakiwał dobre parenaście, jak nie parędziesiąt cm razem z siedzeniem. Pewnie miał jeden wielki cylinder. Do tego dymił jak parowóz i ciekawie brzmiał, w sumie fajny pojazd 😉

    Z dwoma cylindrami miałem okazję się przejechać Fiatem 126p i CC 700. To bardzo dobrze, że takimi samochodami nikt już nie musi jeździć, ale za to może każdy, kto chce 😉

    Pierwsze R3 którym jechałem to wolnossąca Corsa D 1.0. Brzmiała nawet fajnie, znacznie ciekawiej niż rzędowa czwórka. Wibracji nie stwierdziłem, za to żałosnych osiągów nie dało się przeoczyć. Chociaż to nie kwestia liczby i układu cylindrów, a mocy 60 koni. Parę lat później trafiło się BMW F30 318i. Brzmiał jak jakieś urządzenie kuchenne, którego nie potrafię nawet nazwać 😉 Tak jak w przypadku Corsy, nie doświadczyłem spodziewanych wibracji. Osiągi kiepskie, adekwatne do niskiej mocy podstawowej wersji. Najbardziej zdziwiło mnie co innego – po przegazowaniu na luzie bardzo wolno schodził z obrotów, nigdy wcześniej nie widziałem, żeby to trwało kilka sekund.

    Cztero cylindrowe boksery uważam za całkiem fajne, natomiast R4 dyskwalifikuje u mnie samochód jako zabawkę, niezależnie od mocy (poza Elise, Speedsterem, 4C i A110). Rzędowa czwórka nadaje się jeżeli samochód ma być po prostu skutecznym i wydajnym narzędziem, jednak trudno o bardziej nieciekawy układ cylindrów.

  13. michal_op pisze:

    Ja np uwielbiam jeździć cc700 bo czuję się jakbym odpalał i jeździł motocyklem. R2 cienkiego daje motocyklowe wrażenia słuchowe i wibracyjne, zupełnie nie nie pasujace do auta w dzisiejszych standardach. Jak wiadomo niestety krańcowo odmienne są też osiągi:) R4 w mojej omedze jest zupełnie poprawny, ale nie daje takiego silnikowego feelu, a na autostradzue brzmi po prostu jak odkurzacz. Za duszę wybieram więc R2 cienkiego.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.