V4-Motor - V4 engine
Ein V4-Motor ist ein Vierzylinder- Kolbenmotor, bei dem sich die Zylinder eine gemeinsame Kurbelwelle teilen und in einer V-Konfiguration angeordnet sind .
Der V4-Motor ist im Vergleich zu Vierzylinder-Reihenmotoren weniger verbreitet . V4-Motoren wurden jedoch in Automobilen, Motorrädern und anderen Anwendungen verwendet.
Entwurf
Die meisten V4-Motoren haben zwei Kurbelzapfen , die von gegenüberliegenden Zylindern geteilt werden. Die Kurbelwelle wird in der Regel von drei Hauptlagern getragen .
Im Vergleich zum gängigeren Vier-Reihen-Motor-Layout ist ein V4-Motor viel kürzer. Obwohl unterschiedliche V-Winkel verwendet werden können, bietet der Motor bei einem 90°-V-Winkel der beiden Kolben mit gemeinsamen Kurbelzapfen den zusätzlichen Vorteil einer perfekten Primärbalance , die Vibrationen reduziert. Die Konstruktion kann auch zu einem kleineren Schaukelpaar führen als bei einem Vierzylinder-Reihenmotor, und die kürzere Kurbelwelle ist aufgrund ihrer erhöhten Steifigkeit weniger anfällig für die Auswirkungen von Torsionsschwingungen .
Nachteile von V4-Motoren sind die von Natur aus breitere Konstruktion im Vergleich zu Inline-4-Motoren sowie die Notwendigkeit von zwei Abgaskrümmern, zwei Zylinderköpfen und zwei Ventiltrieben (also zwei oder vier Nockenwellen für Motoren mit obenliegender Nockenwelle) und nicht nur ein Zylinderkopf, ein Krümmer, ein Ventiltrieb und eine oder zwei Nockenwellen für einen Vierzylinder-Reihenmotor. Die Verwendung von zwei separaten Komponentenbänken erhöht die Kosten und die Komplexität.
Da V4-Motoren breiter sind als Vier-Reihen-Motoren, kann es schwieriger sein, Hilfsantriebe, Einlasssysteme und Abgassysteme zu integrieren, während eine kompakte Größe beibehalten wird. Obwohl ein 60°-V4-Motor kompakter ist als ein 90°-V4-Motor, hat das 60°-Design keine perfekte Primärwucht (wenn die Kurbelzapfen nicht geteilt sind) und erfordert daher oft eine Ausgleichswelle , um Vibrationen zu reduzieren. Darüber hinaus zündet jeder (Viertakt-)V4-Motor mit gemeinsamen Kurbelzapfen ungleichmäßig und erfordert möglicherweise ein schwereres Schwungrad.
Autonutzung
Der früheste automobile Einsatz von V4-Motoren war in Grand-Prix-Rennwagen (später als "Formel Eins" bezeichnet). Einer der bahnbrechenden V4-Motoren war der 1898 in Frankreich gebaute Mors- Heckmotorwagen. Damals war die Vibrationsfreiheit des V4-Motors ein wichtiges Verkaufsargument. Der V4-Motor des Autos wurde jedoch bis 1901 durch einen herkömmlichen Vierzylinder-Reihenmotor ersetzt.
Beim Großen Preis von Frankreich 1907 verwendet das von J. Walter Christie eingesetzte Auto einen V4-Motor mit 19.891 ccm (1.214 cu in), dem größten Motor, der jemals bei einem Grand-Prix-Rennen eingesetzt wurde. Der Motor war vorne quer eingebaut und das Auto hatte Frontantrieb. Das Auto schied beim Großen Preis von Frankreich nach nur vier Runden aus, stellte jedoch später einen Geschwindigkeitsrekord von 164 km/h (102 mph) auf.
Der erste V4-Motor, der in Serienfahrzeugen verwendet wurde, war der Lancia V4-Motor , der erstmals im Lancia Lambda von 1922 eingesetzt wurde . Der Lancia-Motor war ein Engwinkel-Design mit einem Winkel von 20 Grad zwischen den Bänken und einem einzigen Zylinderkopf mit einer obenliegenden Nockenwelle, die sich beide Bänke teilen. Es wurde auch Aluminium sowohl für den Block als auch für den Kopf verwendet (was für die Zeit ungewöhnlich war). Lancia produzierte bis 1976 V4-Motoren, die dann durch Vierzylinder-Boxermotoren ersetzt wurden.
Der ZAZ Zaporozhets von 1960-1994 ist ein sowjetischer Stadtwagen, der einen hinten montierten V4-Motor verwendet. Dieser Motor basierte auf dem Design des amphibischen Militärfahrzeugs LuAZ-967 . Es verfügte über eine Luftkühlung mit einem Magnesiumblock und wurde in Hubräumen von 0,7 bis 1,2 L (43 bis 73 cu in) hergestellt.
Der AMC Air-cooled 108 war ein 108 cu in (1,8 L) Motor, der von 1960 bis 1963 für den Einsatz im leichten M422 Mighty Mite Militärfahrzeug gebaut wurde. Der M422 wurde von der American Motors Corporation (AMC) in den Vereinigten Staaten entwickelt und speziell für den Transport mit Hubschraubern entwickelt.
Ab den 1960er Jahren produzierten die europäischen Divisionen von Ford zwei unabhängige V4-Motoren. Der erste war der Ford Taunus V4-Motor , der von 1962 bis 1981 in Deutschland produziert wurde. Der Taunus war ein 60-Grad-V4-Motor mit Wasserkühlung und hängenden Ventilen. Ursprünglich für den Einsatz in Frontmotorfahrzeugen konzipiert, wurde es in verschiedenen Ford-Modellen und auch in den Frontantriebsmodellen Saab 95 , Saab 96 und Saab Sonett verwendet. Es wurde auch im Mittelmotor- Sportwagen Matra 530 verwendet . Der zweite Ford V4-Motor war der Ford Essex V4-Motor , der von 1965 bis 1977 in Großbritannien hergestellt und in mehreren Ford Corsair-, Capri-, Consul-, Zephyr- und Transit-Modellen verwendet wurde. Obwohl der Essex getrennt vom Taunus-Motor entwickelt wurde, war er auch ein 60-Grad-V4 mit Wasserkühlung, hängenden Ventilen und für den Einsatz in Frontmotor-Autos / Transportern konzipiert.
Der Porsche 919 Hybrid LMP1-Rennwagen, der in den Saisons 2014-2017 eingesetzt wurde, verwendete einen 2,0-Liter-(122 cu in) 90-Grad-Turbo-V4-Motor, der in der Mitte montiert war.
Motorradnutzung
Eines der ersten Motorräder mit V4-Motor war die Matchless Silver Hawk von 1931 bis 1935, die in Großbritannien gebaut wurde. Der Silver Hawk verwendet einen engwinkligen 16-Grad-V4-Motor mit einem einzigen Zylinderkopf, Stößelstangenventilbetätigung und Luftkühlung.
Die 1936-1938 Puch P800 wurde in Österreich sowohl für zivile als auch für militärische Zwecke gebaut. Der P800 verwendet einen sehr weitwinkligen 170-Grad-V4-Motor (der daher einem Vierzylinder-Boxermotor ähnelt) mit zwei Zylinderköpfen und Luftkühlung.
V4-Motoren wurden Mitte bis Ende der 1980er Jahre verwendet, insbesondere in Honda-Motorrädern mit Quermotor, die einen 90-Grad-V4-Motor mit Wasserkühlung hatten.
Die Mehrheit der MotoGP- Hersteller 2020 wählte die V4-Konfiguration für ihre Motorräder. Diese beinhalten:
- Honda RC213V
- Ducati Desmosedici
- KTM RC16
- Aprilia - 90° V4 für die Saison 2020
Bootsnutzung
Eine weitere Verwendung des V4-Motors ist in Außenbordmotoren für Boote. Die V4-Konfiguration ist aufgrund ihrer kurzen Motorlänge bei Außenbordschiffsanwendungen beliebt.
1958 führten sowohl Johnson als auch Evinrude 70,7 cu in (1.159 cc) V4-Außenborder mit einer Nennleistung von 50 PS (37 kW) und einem Gewicht von 200 lb (91 kg) ein. Bis 1972 produzierte der gleiche Basis-V4-Block aufgrund der Erfahrung der Hersteller aus dem Rennsport mehr als die doppelte Leistung in Serienform. 1988 brachte Yamaha einen 130 PS (97 kW) starken Zweitakt-V4 mit sogenannter "Precision Blend"-Öleinspritzung auf den US-Markt. Die meisten Außenbordmotoren sind in der Regel Zweitaktmotoren mit Vergaser.
Andere Verwendungen
Im Jahr 1935 begann die Wisconsin Motor Manufacturing Company mit der Produktion von V4-Benzinmotoren (Benzin) für industrielle, landwirtschaftliche und stationäre Anwendungen, wobei mehrere Landmaschinenhersteller die Wisconsin V4-Motoren verwenden. 1968 war der größte Wisconsin V4-Motor der V-465D mit einem Hubraum von 177 cuin (2,9 L) und einer Leistung von 66 PS (49 kW) bei 3000 U/min. Bis 2019 produzierte das Unternehmen V4-Motoren.
Mitte der 1940er Jahre produzierte Turner Manufacturing in Großbritannien einen wassergekühlten Diesel-V4-Motor für Industrie- und Schiffsanwendungen. Dieser Motor wurde im 1949-1957 Turner Yeoman of England Traktor verwendet.
Mitsubishi Heavy Industries baute den 4ZF , einen luftgekühlten dieselbetriebenen V4-Motor, der seit 1973 im gepanzerten Personentransporter Typ 73 und verwandten japanischen Militärfahrzeugen verwendet wird.
Siehe auch
Verweise
Externe Links
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