موتورهای VR با آرایش افست درون خطی نوعی موتور V شکل با زاویه کمبر بسیار کوچک هستند. این طرح توسط لانچیا و فورد پیشگام بود. اکنون این ایده با موفقیت توسط فولکس واگن استفاده می شود.
موتورریشه نام VR
برخلاف یک فرض به ظاهر منطقی، حرف V در نام چیدمان هیچ ربطی به . VR مخففی است که از دو کلمه آلمانی "Verkürzt Reihenmotor" تشکیل شده است که به معنای "موتور خطی کوتاه" است.
تاریخچه ایجاد موتور VR
امروزه موتورهایی با طرح افست درون خطی تقریباً بدون مناقشه با موتورهای VR6 شرکت آلمانی فولکس واگن مرتبط هستند. موتورهای شش سیلندر VW در اواخر دهه 80 ظاهر شدند و این شرکت هنوز هم با موفقیت موتورهای این طرح را در مدل های مدرن خود نصب می کند.
تحولات فولکس واگن بر اساس طراحی موتور چهار سیلندر V4 بود که به طور گسترده در لانچیا و اتومبیل ها استفاده می شد. با کمال تعجب، سومین سازنده موتورهای این طرح، کارخانه موتور شوروی، بعداً اوکراینی Melitopol بود. موتورهای V4 در Zaporozhets و SUV های کوچک LUAZ که بر اساس Zaporozhets ساخته شده اند نصب شده اند.
موتور VW VR6 که در دوره ای که فردیناند پیچ رئیس هیئت مدیره فولکس واگن بود توسعه یافت، اولین بار در سال 1991 در اروپا ارائه شد. VR6 در مدل های پاسات و کورادو نصب شد.
مدل آمریکایی Corrado از موتور 2.8 لیتری استفاده می کرد. بعدها مجوز تولید این موتورها توسط کنسرت مرسدس خریداری شد که متعاقباً مدل خود از موتور M104.900 را منتشر کرد.
مزایای موتورهای VR6
در ابتدا، فولکس واگن با ایجاد موتوری با طرح بندی درون خطی افست، هدف خود را ایجاد یک موتور شش سیلندر با بلوک کوتاه دنبال کرد. موتور V شکل معمولی نیازهای توسعه دهندگان را برآورده نمی کرد زیرا به دلیل چمدان بزرگ سیلندرها، بیش از حد پهن بود که استفاده از موتوری با این طرح را دشوار می کرد. این شرکت با ایجاد یک موتور با طرح افست خطی ، فرصتی منحصر به فرد برای نصب موتورهای شش سیلندر در محفظه موتور مدل های خودروهای موجود با موتور عرضی بدون تغییرات در مقیاس بزرگ و بدون تغییرات در مقیاس بزرگ دریافت کرد.
ویژگی های فنی موتور VR6
بر خلاف V6 که دارای طراحی متقارن با توجه به میل لنگ است، VR6 به صورت نامتقارن ساخته شده است که برای واحدهای درون خطی معمول است. منیفولد ورودی در یک طرف موتور و منیفولد اگزوز در سمت دیگر نصب شده است.
با توجه به این واقعیت که هر 6 سیلندر در یک بلوک کوتاه قرار دارند، موتور VW VR6 بسیار سبک تر از هر V6 با همان اندازه است. بلوک VR6 به دلیل چیده شدن سیلندرها به صورت شطرنجی و نه در یک خط کوتاه شد.
سیلندرهای VW VR6 در فاصله بسیار کمی از یکدیگر قرار دارند، اما با زاویه کمی، که باعث می شود یک پوشش سوپاپ مشترک مخفی دو میل بادامک باقی بماند. مجبور شدم آن را رها کنم - به سادگی جایی برای آن در سر بلوک وجود نداشت.
یک راه حل پیدا شد - سیستم SOHC با در نظر گرفتن تعدادی از ویژگی های سیستم DOHC بهبود یافت.
برای این کار لازم بود برای هر سیلندر 4 سوپاپ در فضای محدود بالای پیستون قرار داده شود. در عین حال، لازم بود مکانیزم درایو سوپاپ دقیقاً بالای آنها نصب شود. در غیر این صورت باز و بسته شدن سوپاپ ها با تاخیر انجام می شود که به طور اجتناب ناپذیری منجر به افزایش مصرف سوخت و محدودیت حداکثر دور می شود.
با استفاده از طرح SOHC، شرکت استفاده از سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ را کنار گذاشت که باعث صرفه جویی در فضا نیز می شد.
در طول فرآیند توسعه، مشکلات دیگری کشف شد که مهندسان باید به دنبال راه‌های جدیدی برای حل آن می‌گشتند. به عنوان مثال، مشخص شد که طراحی VR6 - با یک بلوک 6 سیلندر، دلالت بر طول های مختلف درگاه های منیفولد ورودی و خروجی دارد. طبق تئوری موتور، این بدان معنی است که سیلندرها در یک سرعت میل لنگ مشخص، قدرت متفاوتی تولید می کنند. راه خروج در نصب یک طول مساوی با طراحی ویژه، تنظیم باز و بسته شدن سوپاپ ها و تقسیم غیرمعمول منیفولد اگزوز به 2 لوله (هر یک از لوله ها به طور همزمان 3 سیلندر را ارائه می دهد) پیدا شد.
مزایا و معایب موتور VR6
با توجه به چینش غیر معمول سیلندرها، اثری از تعادل موتور شش سیلندر خطی "واقعی" وجود نداشت، بنابراین با نصب شفت های اضافی، اقدامات تکمیلی برای تعادل آن انجام شد. این ویژگی در کنار طراحی زمان‌بندی غیرمعمول، آن را به واحد بسیار گران‌تری برای ساخت تبدیل می‌کند. با این حال، توانایی جمع و جور کردن موتور شش سیلندر در این مورد مهمتر از کاهش هزینه است.
توسعه بیشتر موتورهای VR6
همانطور که تمرین نشان داده است، فولکس واگن موفق شد بر بسیاری از محدودیت‌های طراحی ذاتی موتور تعویض خطی غلبه کند. به طور خاص، در موتورهای بعدی VR6 امکان اجرای طرح مکانیزم توزیع گاز DOHC وجود داشت که بدون افزایش قابل توجه مصرف سوخت امکان پذیر شد.
اولین VR6 عظیم با حجم 2.8 / 174 اسب بخار. پس از یک سری تغییرات طراحی، به یک موتور 2.9 لیتری با ظرفیت 190 و بعداً 204 اسب بخار تبدیل شد.
موتورهای دیگر بر اساس طرح افست درون خطی
در حال حاضر، فولکس واگن موتور W8 را تولید می کند که دو موتور VR6 است که در یک بلوک ساخته شده اند و دو سیلندر از آن "قطع شده است".
همچنین یک واحد چشمگیرتر - W12 وجود دارد که در آن دو موتور VR6 در یک بلوک با زاویه 72 درجه نصب شده است. بعداً به عنوان توسعه این طرح، موتورهای R32 و R36 به ترتیب با حجم 3.2 لیتر و 3.6 لیتر ظاهر شدند.
واحد قدرت بوگاتی ویرون W16 با الهام از موتورهای فولکس واگن متمایز است. این موتور منحصر به فرد از 4 موتور VR تشکیل شده است که پیستون های آن یک میل لنگ را به حرکت در می آورند.
این بخش موتور 6 سیلندر را مورد بحث قرار می دهد که برای اولین بار در فولکس واگن پاسات در سال 1991 با نام VR6 نصب شد که تفاوت قابل توجهی با مفهوم طراحی معمول موتورهای فولکس واگن یا آئودی دارد. این موتور توسط فولکس واگن "AAA" نامگذاری شد، اما بیشتر با نام VR6 شناخته می شود. شش سیلندر آن برخلاف موتورهای سنتی V شکل 60 درجه یا 90 درجه به V شکل 15 درجه چیده شده اند. موتور VR6 آنقدر فشرده شد که بر خلاف موتورهای V-twin معمولی اجازه می داد هر دو طرف سیلندرها توسط یک سر مشترک پوشانده شوند. نتیجه یک موتور VR6 است که طول آن کوتاهتر از یک موتور خطی و عرض باریکتر از یک موتور V-6 معمولی است. در () سه نوع موتور 6 سیلندر به صورت شماتیک نشان داده شده است و می توانید ببینید که موتور VR6 بر اساس آن ساخته شده است.
با چنین زاویه سیلندر تیز (15 درجه) ، مشکلات مربوط به چرخش ناهموار میل لنگ موتور VR6 ایجاد نمی شود ، به همان راحتی در خط کار می کند. موتور دارای دو میل بادامک است که دوازده سوپاپ مرتب شده به صورت عمودی (در هر سیلندر 2 سوپاپ) کار می کنند. هر دو میل بادامک بالای سر در یک سرسیلندر آلومینیومی قرار دارند. میل بادامک سیلندرهای 1، 3 و 5 بر روی چهار بلبرینگ و میل بادامک سیلندرهای 2، 4 و 6 بر روی سه یاتاقان نصب شده است. سطح سرسیلندر در محل نصب واشر آب بندی زمین شده است. محفظه‌های احتراق زاویه‌دار هستند تا با طراحی V شکل موتور مطابقت داشته باشند.
میل لنگ آهنگریبر روی هفت یاتاقان اصلی می چرخد و مجهز به دوازده وزنه تعادل و یک لرزشگیر پیچشی است که به آن اجازه می دهد بدون خروج شعاعی بچرخد. ژورنال های شاتون میل لنگ برای هر ردیف سیلندر 22 درجه جابجا می شود. میله های اتصال نسبتاً بلند (164 میلی متر) میل لنگ را به پیستون های سبک وزن با دو حلقه پیستون فشرده سازی و یک فلینجر متصل می کنند. برای اکثر موتورهای توسعه یافته در سال های اخیر توسط فولکس واگن، میل بادامک توسط یک تسمه دندانه دار به حرکت در می آید. با این حال، در موتور VR6، دو میل بادامک توسط یک زنجیر دو ردیفه مشترک () که توسط یک زنجیر شفت میانی متصل شده توسط یک زنجیر تک ردیفی به چرخ دنده میل لنگ هدایت می شود.
دو کشنده کفش (بدون تعمیر و نگهداری) کشش زنجیر مورد نیاز را فراهم می‌کنند، در حالی که شیرهای هیدرولیک خود تنظیم شونده، سوپاپ‌ها را فعال می‌کنند. طراحی مکانیزم محرک این امکان را فراهم می کند که سر سیلندر فشرده تر شود.
در طول طراحی، توجه ویژه ای به تامین مخلوط هوا و سوخت شد، زیرا دو ردیف سیلندر باید با مخلوط قابل احتراق در یک سر سیلندر ارائه می شد. موتور با ضایعات متقاطع طراحی شده است - دریچه های ورودی در یک طرف و دریچه های اگزوز در طرف دیگر قرار دارند و مخلوط قابل احتراق در آن باید همزمان وارد 3 سیلندر در هر طرف موتور و لوله های ورودی می شود. باید طول مساوی داشته باشد
برای حل این مشکل محفظه ورودی هوا در بالای سر سیلندر تعبیه شد که از آن یک لوله ورودی جداگانه به هر سیلندر می رود. سه لوله مستقیماً به سیلندرهای جلوی موتور می روند، در حالی که سه لوله دیگر بالای موتور قرار می گیرند و به سیلندرهای عقب موتور متصل می شوند. هر لوله ورودی مجهز به یک نازل است و شمع ها در قسمت بیرونی سیلندرها قرار دارند.
علیرغم این واقعیت که طراحان سعی کرده اند طول لوله های ورودی را تا حد ممکن برابر کنند، اما هنوز تفاوتی در سرعت تراکم بین دو کناره سیلندر وجود دارد. با این حال، به لطف سیستم تزریق سوخت موترونیک تولید شده توسط بوش، که بسته به بار موتور و شرایط عملکرد آن، نحوه تزریق و احتراق را تنظیم می کند، این تفاوت به هیچ کاهش می یابد. واحد کنترل الکترونیکی (ECU) مقدار سوخت تزریق شده به سیلندرها و زمان دقیق احتراق را به لطف اطلاعات دریافت شده در قالب سیگنال های الکتریکی از سنسورها، یعنی: داده های دما، موقعیت و سرعت میل لنگ، هوا تعیین می کند. جریان ورودی به موتور، نسبت تراکم، زاویه سرب. سیستم تزریق موترونیک مجهز به سنسور ضربه ای در هر بانک سیلندر است که به ECU اجازه می دهد تا دقیقاً کنترل تزریق و احتراق سیلندرهای هر بانک را مطابقت دهد و زمان بندی تراکم را مطابق با آن هماهنگ کند.
VR6 نام رسمی واحدهای درون خطی است و VR مخففی است که از دو کلمه آلمانی "Verkürzt Reihenmotor" تشکیل شده است که در ترجمه به معنای "موتور خطی کوتاه شده" است. عدد 6 تعداد سیلندرها را نشان می دهد. در زیر سعی خواهیم کرد ویژگی های این موتور، تاریخچه پیدایش آن، مزایا و معایب را درک کنیم و همچنین تغییرات مختلف آن را در نظر بگیریم.
داستان مبدا
VR6 اولین بار در سال 1991 در اروپا در فولکس واگن پاسات و فولکس واگن کورادو و در سال 1992 در آمریکای شمالی وارد خدمت شد. پاسات، پاسات واریانت و نسخه آمریکایی کورادو به موتورهای 2.8 لیتری مجهز شدند و دو سال بعد فولکس واگن کورادو و پاسات سینکرو قبلاً یک موتور 2.9 لیتری داشتند. فردیناند پیچ و تیمش با اختراع یک موتور شش سیلندر V شکل با زاویه خمیدگی 15 درجه به پیشرفت واقعی در ساخت موتور دست یافتند.
در سال 1997، یک سیلندر از VR6 حذف شد، بنابراین VR5 ایجاد شد - اولین موتور V شکل با تعداد سیلندرهای جفت نشده و حجم 2.3 لیتر، و آنها ماشین پاسات را مجهز کردند، و در سال 1999 - گلف و بورا. .در همان سال موتور 2.8 لیتری 24 سوپاپ با قدرت 204 اسب بخار اصلاح شد. و گشتاور 265 نیوتن متر در سال 2003، توسعه موتور با افزایش حجم کاری آن صورت گرفت. به عنوان مثال، فولکس واگن گلف R32 به یک موتور 3.2 لیتری مجهز بود. برای بازار آمریکای شمالی در سال 2005، موتوری با زاویه کمبر 10.6 درجه و حجم 3.6 لیتر توسعه یافت.
جالب هست! ده رادیاتور برای خنک کردن موتور بوگاتی ویرون استفاده می شود.
ویژگی های موتور
VR6 به صورت نامتقارن ساخته شده است که نمونه ای از واحدهای درون خطی است و آن را از V6 متقارن می کند که در مورد میل لنگ متقارن است. منیفولد ورودی در یک طرف موتور و منیفولد اگزوز در سمت دیگر قرار دارد. هر شش سیلندر V شکل در 15 درجه هستند (موتورهای V شکل سنتی یا 60 درجه یا 90 درجه) در یک بلوک کوتاه، که آن را بسیار سبک تر از هر V6 با همان اندازه، و آرایش سیلندرهای تکان دهنده به جای خط، بلوک را کوتاه تر می کند.
بسیار جمع و جور است و هر دو طرف سیلندر توسط یک سر مشترک پوشیده شده است، که در موتورهای V معمولی اینطور نیست و از نظر طول و عرض بسیار کوچکتر می شود. اولین موتورهای دوازده سوپاپ VR6 دارای شاخص های کارخانه ای "AAA" و "ABV" بودند. بعداً اصلاحات دیگری در خط موتورهای فولکس واگن که از این طرح بیرون آمدند ظاهر شد.
مزایای موتورهای VR6
فولکس واگن هنگام ایجاد این موتور، می خواست یک موتور شش سیلندر با بلوک کوتاه بسازد، زیرا یک موتور V-V ساده به دلیل چمدان بزرگ سیلندرها بسیار پهن بود، که توسعه دهندگان واقعاً آن را دوست نداشتند، و علاوه بر این، استفاده از موتور با این طرح در ماشین‌هایی که موقعیت واحد را عرضی دارند دشوار است. اختراع موتور شیفت خطی امکان نصب موتورهای 6 سیلندر را در زیر کاپوت مدل های خودروهای موجود با موتور عرضی، بدون تغییرات قابل توجه، ممکن ساخت.
معایب VR6
تقریباً چیزی از تعادل موتور 6 سیلندر خطی به دلیل قرارگیری نامتعارف سیلندرها باقی نمانده و شفت های اضافی به منظور بالانس تعبیه شده است. این لحظه، همراه با طراحی غیرمعمول زمان بندی، منجر به این واقعیت شد که ساخت چنین موتوری بسیار گران است. و این عیب اصلی آن است. فرصت ساخت VR6 فشرده مهمتر از کاهش هزینه موتور است.
آیا می دانستید؟ فروش تخمینی فولکس واگن پاسات W8 انتظارات را برآورده نکرد و این خودرو متوقف شد.
چه ماشین هایی پیدا می شود
موتور VR6 عمدتاً روی اتومبیل های فولکس واگن نصب می شود: Golf، Golf R32، Jetta، Vento، Phaeton، Corrado، Passat، Beetle، Touareg، Sharan، Transporter و همچنین Audi A3، TT، Q7، Seat Leon.
VR6 به عنوان پایه ای برای چیزی بیشتر
تیم فردیناند پیچ در تمایل خود برای قرار دادن یک موتور شش سیلندر در هاچ بک به همین جا بسنده نکردند و می خواستند پاسات را به موتورهای هشت سیلندر، دوازده سیلندر یا حتی بیشتر مجهز کنند. پیامد این امر ظهور موتورهای W شکل بود، اما تعداد کمی به موفقیت چنین ایده ای اعتقاد داشتند.
مهم دانستن است!اصلی‌ترین و شاید تنها عیب موتورهای W شکل میله‌های اتصال نازک آنها است که فقط 13 میلی‌متر است، زیرا میل لنگ آنها بسیار کوتاهتر از موتورهای V شکل با تعداد سیلندر است و مزیت اصلی موتورها. از این طرح فشردگی آنهاست.
در سال 1995 اختراع شد و در سال 2001 برای اولین بار روی فولکس واگن پاسات نصب شد، اما به دلیل قیمت بالا، مصرف سوخت بالا و ایرادات جزئی، تجهیز این خودروها را متوقف کردند، در مجموع پنجاه هزار خودرو تولید شد. این یک موتور با دو بلوک افست در خط VR4 با زاویه کمبر کوچک تنها 15 درجه است که به شکل V ترکیب شده است، جایی که زاویه کمبر 72 درجه است. وزن موتور 190 کیلوگرم حداکثر قدرت 275 اسب بخار. در 6 هزار دور در دقیقه و حداکثر گشتاور 370 نیوتن متر است.
جالب است بدانید!اولین موتور شش لیتری W12 با قدرت 600 اسب بخار. برای کوپه مفهومی با همین نام منتشر شد، معلوم شد بسیار جمع و جور است: طول 513 میلی متر، عرض 710 میلی متر و وزن 239 کیلوگرم. همه اینها به لطف استفاده از آلومینیوم است. و خود خودرو در سال 2001 در نمایشگاه خودرو تایلند ارائه شد.
این یک موتور احتراق داخلی بسیار کمیاب است که شامل دوازده سیلندر است که در آرایش W شکل در سه ردیف چهار تایی یا در چهار ردیف سه سیلندر قرار گرفته اند. پیستون های آن یک میل لنگ معمولی را می چرخانند. چیدمان W شکل فشرده تر است و باعث صرفه جویی در فضای زیر کاپوت می شود و همچنین به دلیل این فشردگی، قدرت و قدرت افزایش می یابد. سیلندرها بسیار نزدیک به هم قرار گرفته اند و به همین دلیل لازم است سیستم خنک کننده ارتقا یابد. این نوع موتور خنک کننده هر سیلندر را فراهم می کند.
مهم!خودروهای با موتور W12 عبارتند از بوگاتی شیرون، آئودی A8، فولکس واگن پاسات W8 (B5)، فولکس واگن فایتون و برخی از هواپیماهای جنگ جهانی دوم.
این موتور در بوگاتی ویرون نصب شده است و گروه فولکس واگن تنها موتوری است که امروزه موتور W16 را تولید می کند. این یک موتور احتراق داخلی شانزده سیلندر است که در هر سیلندر چهار سوپاپ دارد. وزن موتور حدود 400 کیلوگرم و طول آن 71 سانتی متر است. حداکثر توان خروجی آن 736 اسب بخار در 6 هزار دور در دقیقه و حداکثر گشتاور 1250 نیوتن متر است. W16 شکل کشیده از موتور W12 است و با بنتلی Hunaudieres معرفی شد و بعدها در آئودی Rosemeyer نیز استفاده شد.
طرح تغییر ردیف، که با حروف "VR" نشان داده می شود، در دهه 1920 ظاهر شد، زمانی که لانچیا خانواده ای از موتورهای V شکل با زاویه کمبر بسیار کوچک (فقط 10-20 درجه) داشت. با این حال، متعاقباً چنین واحدهایی توزیع پیدا نکردند، در درجه اول به دلیل بارگذاری ارتعاشی بیش از حد.
تنها در سال 1991، فولکس واگن طرح تغییر ردیف را احیا کرد، زیرا. در آن زمان، کنسرت آلمانی نیاز به یک موتور شش سیلندر قدرتمند برای نصب روی مدل های کامپکت Seat، Audi و Volkswagen داشت. V6 سنتی برای آنها بسیار عریض بود. موتورهای جدید نام VR را دریافت کردند و از آن زمان این نام برای واحدهای تغییر خطی رسمی شد. "VR" مخفف دو کلمه آلمانی V-shaped و R-row، یعنی "v-shaped-row" است. موتور طراحی شده توسط فولکس واگن همزیستی از یک موتور V با زاویه خمیدگی بسیار کوچک 15 درجه و یک موتور خطی است. 6 سیلندر آن به شکل V در 15 درجه چیده شده اند و موتورهای V سنتی زاویه 60 درجه یا 90 درجه دارند. پیستون ها در یک بلوک مخصوص به شکل شطرنجی قرار دارند. ترکیبی از مزایای این نوع موتورها باعث شد که موتور VR6 به قدری فشرده و متحرک شود که بر خلاف موتور استاندارد V-twin پوشاندن هر دو طرف سیلندر با یک سر مشترک را ممکن می سازد. در نتیجه، موتور VR6 از نظر طول به طور قابل توجهی کوتاهتر از موتور 6 سیلندر خطی و از نظر عرض باریکتر از موتور 6 سیلندر V شکل بود. از سال 1991 بر روی خودروهای فولکس واگن پاسات، کورادو، گلف، ونتو، جتا، شاران نصب شده است.
اولین موتورهای VR6 دوازده سوپاپ دارای شاخص کارخانه "AAA" بودند.(حجم 2.8 لیتر، قدرت 174 اسب بخار) و "ABV" (حجم 2.9 لیتر، قدرت 190 اسب بخار). با گذشت زمان، تغییرات دیگری از این طرح در خط موتور فولکس واگن پدیدار شد:
VR5 - VR6 که یک سیلندر ندارد،
W8 - دارای دو موتور VR6 است که دو سیلندر در هر موتور بر روی یک میل لنگ در یک بلوک "قطع" شده است.
W12 - دو موتور VR6 که با زاویه 72 درجه روی یک میل لنگ نصب شده اند.
بعداً به عنوان توسعه این تنوع، موتورهای R36 و R32 به ترتیب با حجم 3.6 لیتر و 3.2 لیتر ظاهر شدند.
تغییرات موتورهای VR6 نصب شده روی خودروهای فولکس واگن:
- "AAA" (2.8)، 174 اسب بخار - پاسات (06/1991-12/1996)، گلف (01/1992-12/1997)، جتا (07/1993-08/1996)، Vento (07/1994-12/1997)، شاران (09/1995) ) -03/1998)
- "ABV" (2.9)، 184 اسب بخار - پاسات (10/1994-12/1996)
- "ABV" (2.9)، 190 اسب بخار - کورادو (08/1991-07/1995)، گلف (10/1994-12/1997)
- "AES" (2.8)، 140 اسب بخار - Transporter/California (01/1996-05/2000)
- "AMY" (2.8)، 174 اسب بخار - شاران (04/1998-02/2000)
- "AFP" (2.8)، 177 اسب بخار - جتا (11/1998-06/2002)
- "AYL" (2.8)، 204 اسب بخار - شاران (04/2000-)
- "AUE" (2.8)، 204 اسب بخار - بورا (05/2000-04/2001)، گلف (01/00-04/01)
