Düz dört motor - Straight-four engine

DOHC düz dört motor şeması
1989-2006 Ford I4 DOHC motor , silindir kapağı çıkarılmış
2006-2009 Nissan M9R dizel motor

Bir düz dört motor (aynı zamanda adı sıralı dört ) dört silindir piston motoru silindirleri ortak bir krank mili boyunca bir sıra halinde düzenlenir.

Otomotiv dört silindirli motorlarının büyük çoğunluğu düz dörtlü bir düzen kullanır ( Subaru ve Porsche tarafından üretilen düz dörtlü motorlar hariç ) ve düzen motosikletlerde ve diğer makinelerde de çok yaygındır. Bu nedenle "dört silindirli motor" terimi genellikle düz dört motorlarla eş anlamlıdır. Çoğu örnekte ısı birikimini yönetmek için sıvı soğutucu kullanılırken hava soğutmalı örnekler de üretilir.

2005 ve 2008 yılları arasında, Amerika Birleşik Devletleri'nde dört silindirli motorlarla satılan yeni araçların oranı %30'dan %47'ye yükseldi. 2019 model yılı itibariyle hafif ticari araçların payı %57'ye yükseldi.

Tasarım

Dört zamanlı düz dört motor, belirli zamanlarda güç strokunun olmadığı daha az silindirli motorların aksine, güç strokunda her zaman bir silindire sahiptir. Bir karşılaştırıldığında V4 motor ya da bir düz dört motor , bir düz, dört motor sadece karmaşık ve üretim maliyetini düşürür bir silindir kafası vardır.

Düz dörtlü bir motor eğimli bir açıyla kurulduğunda (silindirler dikey olarak yönlendirilmek yerine), bazen eğik dörtlü olarak adlandırılır .

Yer değiştirme

Modern üretim arabalarında kullanılan sıralı dört benzinli motorlar tipik olarak 1,3–2,5 L (79–153 cu inç) deplasmana sahiptir, ancak geçmişte daha büyük motorlar, örneğin 1927-1931 Bentley 4½ Litre kullanılmıştır .

Dizel motorlar, 3.2 L turboşarjlı Mitsubishi motoru (Pajero/Shogun/Montero SUV kullanıldı) ve 3.0 L Toyota motoru gibi daha büyük deplasmanlarda üretildi. 7,5 ila 18 ton arasında brüt araç ağırlık derecesine sahip Avrupa ve Asya kamyonları, tipik olarak yaklaşık 5 litre deplasmanlı sıralı dört silindirli dizel motorlar kullanır. Lokomotif, deniz ve sabit motorlarda daha büyük yer değiştirmeler bulunur.

Japonya'da satılan kei arabalarında olduğu gibi, yer değiştirme de çok küçük olabilir . Bu motorların birçoğu, yönetmeliklerin maksimum 550 cc'lik bir deplasman gerektirdiğinde bir seferde dört silindire sahipti; maksimum boyut şu anda 660 cc'dir.

Birincil ve ikincil bakiye

Tercih edilen krank mili konfigürasyonuna sahip sıralı dört motor mükemmel bir birincil dengeye sahiptir . Bunun nedeni, pistonların çiftler halinde hareket etmesi ve bir çift pistonun aşağı doğru hareket ederken aynı anda her zaman yukarı doğru hareket etmesidir.

Ancak sıralı dört motorlarda ikincil bir dengesizlik vardır . Bu, krank mili dönüşünün üst yarısındaki pistonların hızlanması/yavaşlamasının, krank mili dönüşünün alt yarısındaki pistonlardan daha büyük olmasından kaynaklanır (çünkü bağlantı çubukları sonsuz uzun değildir). Sonuç olarak, iki piston bir yönde her zaman daha hızlı hızlanırken, diğer ikisi diğer yönde daha yavaş hızlanır, bu da iki kat krank mili hızında yukarı-aşağı titreşime neden olan ikincil bir dinamik dengesizliğe yol açar. Bu dengesizlik tüm pistonlu motorlarda yaygındır, ancak etki, iki pistonun her zaman birlikte hareket etmesi nedeniyle özellikle sıralı dörtlü motorda güçlüdür.

Bu dengesizliğin gücü, ileri geri hareket eden kütle, biyel kolu uzunluğunun strok oranına ve tepe piston hızına göre belirlenir. Bu nedenle, hafif pistonlu küçük hacimli motorlar çok az etki gösterir ve yarış motorları uzun bağlantı çubukları kullanır. Bununla birlikte, etki motor devri (rpm) ile katlanarak artar.

Güç dağıtımında titreşimler

Sıralı dörtlü motorun animasyonu

Beş veya daha fazla silindire sahip dört zamanlı motorlar , herhangi bir zamanda güç strokunu gerçekleştiren en az bir silindire sahip olabilir. Bununla birlikte, dört silindirli motorlarda güç dağıtımında boşluklar vardır, çünkü her silindir bir sonraki piston yeni bir güç strokuna başlamadan önce güç strokunu tamamlar. Bu titreşimli güç dağıtımı, dörtten fazla silindirli motorlardan daha fazla titreşime neden olur.

Denge millerinin kullanımı

Bir denge mili sistemi bazen düz dörtlü bir motorun yarattığı titreşimleri azaltmak için kullanılır, çoğunlukla daha büyük deplasmanlı motorlarda. Denge mili sistemi 1911'de icat edildi ve krank milinin iki katı hızda zıt yönlerde dönen aynı eksantrik ağırlıkları taşıyan iki milden oluşuyor . Bu sistemin patenti 1970'lerde Mitsubishi Motors tarafından alındı ​​ve o zamandan beri diğer birçok şirket tarafından lisans altında kullanılmaktadır.

Bununla birlikte, tüm büyük deplasmanlı düz dört motorlar, denge millerini kullanmamıştır. Denge milleri olmayan nispeten büyük motorlara örnek olarak 2,4 litre Citroën DS motor, 2,6 litre Austin-Healey 100 motor, 3,3 L Ford Model A (1927) motor ve 2,5 L GM Iron Duke motor verilebilir . Sovyet/Rus GAZ Volga ve UAZ motorları 2,9 litreye kadar deplasmanlara sahip 1950'lerden 1990'lara kadar balans milleri olmadan üretildi, ancak bunlar bir balans mili sistemine olan ihtiyacı azaltan nispeten düşük devirli motorlardı.

Üretim arabalarında kullanım

1908–1941 Ford Model T motor

Otomobillerde kullanılan modern düz dört motorların çoğu 1,5–2,5 L (92–153 cu inç) deplasmana sahiptir. En küçük otomotiv sıralı dört motor 1963–1967 Honda T360 kei kamyonunda kullanıldı ve 356 cc (21.7 cu inç) deplasmana sahipken, seri üretilen en büyük dört sıralı otomobil motoru 1999–2019 Mitsubishi 4M41 dizel motordur. Mitsubishi Pajero'da kullanılan ve 3.2 L (195 cu inç) deplasmana sahip motor.

Önemli düz dört araba motorları şunları içerir:

Yarış arabalarında kullanım

1980'ler BMW M12/13 Formula 1 motoru

İlk yarış arabalarının çoğu sıralı dört motor kullanıyordu, ancak 1913 Indianapolis 500'ü kazanan Peugeot motoru oldukça etkili bir motordu. Ernest Henry tarafından tasarlanan bu motor, silindir başına dört supaplı üstten çift eksantrik miline (DOHC) sahipti; bu , sıralı dört motor yarışında bugüne kadar standart haline gelen bir düzendi.

Peugeot tasarımından ilham alan motorlar arasında 1920'lerde ve 1930'ların başlarında başarılı bir yarış motoru olan Miller motoru vardı. Miller motoru , 1971'den 1976'ya kadar Indianapolis 500'de arka arkaya beş zafer de dahil olmak üzere, 1933'ten 1981'e kadar oldukça başarılı olan Offenhauser motoruna dönüştü .

İkinci Dünya Savaşı öncesi voiturette Grand Prix motor yarışı kategorisi için üretilen birçok araba, sıralı dört motor tasarımları kullandı. 1.5 L'lik süper şarjlı motorlar, Maserati 4CL ve çeşitli İngiliz Yarış Otomobilleri (ERA) modelleri gibi otomobillerde kendine yer buldu . Bunlar savaştan sonra yeniden canlandırıldı ve daha sonra Formula 1 olacak olanın temelini oluşturdu , ancak düz sekiz süper şarjlı Alfetta, F1'in ilk yıllarına hükmedecekti.

Yarış tarihinde önemli rol oynayan bir diğer motor da Aurelio Lampredi tarafından tasarlanan sıralı dört sıralı Ferrari motorudur . Bu motor orijinal olarak Ferrari 500 için 2 L Formula 2 motoru olarak tasarlandı , ancak Ferrari 625 ile Formula 1'de yarışmak için 2,5 L'ye geliştirildi . Spor araba yarışları için, Ferrari 860 Monza için kapasite 3,4 L'ye çıkarıldı.

Coventry zirveye eriştirir düz dört motor aynı zamanda bir 1,5 litrelik Formula 2 motoru olarak hayatına başladı çok başarılı yarış motoru oldu. 1958'de Formula 1 için 2.0 litreye büyütülmüş , 1959 ve 1960'ta Cooper'ın şasisinde Formula 1 şampiyonluğunu kazanan 2.495 cc'lik büyük FPF'ye dönüşmüştür .

Formula 1'de, 1980'ler 1.500 cc turboşarjlı arabaların hakimiyetindeydi. BMW M12 / 13 motor yüksek boost basınç ve performans için dönemin için dikkate değerdi. Dökme demir blok, standart bir yol arabası bloğuna dayanıyordu ve Brabham, Arrows ve Benetton'un F1 arabalarına güç verdi ve 1983'te dünya şampiyonluğunu kazandı. Motorun 1986 versiyonunun sıralamalarda yaklaşık 1.300 hp (969 kW) ürettiği söylendi. kırpmak.

motosikletlerde kullanım

1970 Honda CB750 motor

1901'den beri motosiklet üreten Belçikalı silah üreticisi FN Herstal , 1905'te sıralı dörtlü ilk motosikletleri üretmeye başladı. FN Four'un motoru, krank mili uzunlamasına olacak şekilde dik olarak monte edildi . Bu düzeni kullanan diğer üreticiler arasında Amerika Birleşik Devletleri'nde Pierce , Henderson , Ace , Cleveland ve Indian , Danimarka'da Nimbus , Almanya'da Windhoff ve Birleşik Krallık'ta Wilkinson vardı.

Çerçeveyi kapsayan ilk 4 silindirli motosiklet, 1939 yarışçısı Gilera 500 Rondine idi , ayrıca çift üstten eksantrik millerine, zorlamalı endüktanslı süper şarj cihazına sahipti ve sıvı soğutmalıydı . Modern inline-dört motosiklet motorları ilk ile popüler oldu Honda 'nın SOHC CB750 1969 yılında tanıtılan ve diğerleri 1970'lerde izledi. O zamandan beri, sıralı dörtlü, sokak bisikletlerinde en yaygın motor konfigürasyonlarından biri haline geldi. Kruvazör kategorisinin dışında , sıralı dörtlü, nispeten yüksek performans-maliyet oranı nedeniyle en yaygın konfigürasyondur. Tüm büyük Japon motosiklet üreticileri, MV Agusta ve BMW gibi sıralı dört motorlu motosikletler sunmaktadır . BMW'nin önceki sıralı dört motosikletleri çerçeve boyunca yatay olarak monte edildi, ancak mevcut dört silindirli BMW motosikletlerinin tümü enine motorlara sahiptir . Modern Triumph şirketi, sıralı dört motorlu motosikletler teklif etti, ancak üçlüler lehine durduruldular .

2009 Yamaha R1 , 180°'lik aralıklarla bile ateşleme yapmayan sıralı dörtlü bir motora sahiptir. Bunun yerine, pistonların aynı anda üst ölü noktaya ulaşmasını önleyen çapraz düzlemli bir krank mili kullanır . Bu, daha yüksek devir aralığında özellikle faydalı olan daha iyi ikincil denge ile sonuçlanır ve " büyük patlama ateşleme sırası " teorisi, torkun arka lastiğe düzensiz şekilde verilmesinin yarış hızlarında virajlarda kaymayı kontrol etmeyi kolaylaştırdığını söylüyor.

Sıralı dört motorları da kullanılmaktadır MotoGP tarafından Suzuki (beri 2015 ) ve Yamaha (beri 2002 ekipleri). Olarak 2010 dört zamanlı Moto2 sınıfı tanıtıldığında, sınıf için motorlar 600 cc (36.6 Cu) tarafından yapılan sıralı dört motor edildi Honda göre CBR600RR 110 kW maksimum güç çıkışı (150 hp) . 2019'dan başlayarak , motorlar Triumph 765 cc (46.7 cu inç) üçlü motorla değiştirildi .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar