Кіріспе
сегіз цилиндрлі қозғалтқыш. Тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыш (көбінесе I8 немесе L8 деп қысқартылады) – сегіз цилиндрлі ішкі жану қозғалтқышы, барлық сегіз цилиндры коленвал корпусының бойымен тік сызықта орналасқан. Бұл тип қозғалтқыштар жақтау клапанды, IOE, үстіңгі клапанды, жең клапанды және үстіңгі камералы конфигурацияларда жасалған. Тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштың жұмысын бірінші және екінші деңгейде теңгерімді етуге болады, бұл жағдайда теңгерімсіз күштер мен моменттер болмайды. Дегенмен, барлық қозғалтқыштарда белгілі бір деңгейде болатын коленвалдың бұрылыс тербелісі, коленвалдың қосымша бөлігінде гармоникалық демпферді қолдануды қажет етеді. Мұндай демпфер болмаса, артқы негізгі подшипник мойынының маңында шаршаудан жарықтар пайда болуы мүмкін, бұл қозғалтқыштың істен шығуына әкелуі мүмкін. Тік алты цилиндрлі қозғалтқыштың жұмысын да бірінші және екінші деңгейде теңгерімді етуге болады, бірақ тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыш бір айналымда көбірек қуат импульстарын жасайды, сондықтан жүктеме кезінде тік алты цилиндрлі қозғалтқыштан тегіс жұмыс істейді. Сонымен қатар, бір айналымдағы қуат импульстарының жұп санына байланысты, тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыш төмен жылдамдықтарда көліктің күш беріліс құрылымында жағымсыз тақ гармоникалық тербелістерді тудырмайды. Тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштың тегіс жұмыс істеу қасиеттері оны өткен ғасырлардағы сәнді және жарыс машиналарын үшін танымал еткен. Алайда, қозғалтқыштың ұзындығына байланысты ұзын қозғалтқыш бөлімі қажет болды, бұл негізгі конструкцияны қазіргі заманғы көліктерде қолдануға мүмкіншілік бермейді. Сонымен қатар, қозғалтқыштың ұзындығына байланысты, коленвал мен бағанадағы бұрылыс тербелісі жоғары жылдамдықтарда сенімділік пен өнімділікке кері әсер етуі мүмкін. Атап айтқанда, жоғары қозғалтқыш айналымдарында центробегтік күштің әсерінен туындайтын "коленвалдың қисаюы" құбылысы, жалғау таяқшалары мен коленвал корпусының қабырғалары арасында физикалық жанасуға алып келуі мүмкін, бұл қозғалтқыштың жойылуына әкеледі. Нәтижесінде, бұл конструкция V8 қозғалтқышының қысқа конфигурациясымен толықтай ығыстырылды.
Inline piston engine with eight cylinders
The straight eight engine or inline eight engine (often abbreviated as I8 or L8) is an eight cylinder internal combustion engine with all eight cylinders mounted in a straight line along the crankcase. The type has been produced in side valve, IOE, overhead valve, sleeve valve, and overhead cam configurations. A straight eight can be timed for inherent primary and secondary balance, with no unbalanced primary or secondary forces or moments. However, crankshaft torsional vibration, present to some degree in all engines, is sufficient to require the use of a harmonic damper at the accessory end of the crankshaft. Without such damping, fatigue cracking near the rear main bearing journal may occur, leading to engine failure. Although an inline six cylinder engine can also be timed for inherent primary and secondary balance, a straight eight develops more power strokes per revolution and, as a result, will run more smoothly under load than an inline six. Also, due to the even number of power strokes per revolution, a straight eight does not produce unpleasant odd order harmonic vibration in the vehicle's driveline at low engine speeds. The smooth running characteristics of the straight eight made it popular in luxury and racing cars of the past. However, the engine's length demanded the use of a long engine compartment, making the basic design unacceptable in modern vehicles. Also, due to the length of the engine, torsional vibration in both crankshaft and camshaft can adversely affect reliability and performance at high speeds. In particular, a phenomenon referred to as "crankshaft whip," caused by the effects of centrifugal force on the crank throws at high engine rpm, can cause physical contact between the connecting rods and crankcase walls, leading to the engine's destruction. As a result, the design has been displaced almost completely by the shorter V8 engine configuration.
Алғашқы кезең (19031918)
Алғашқы тік сегіздік цилиндрлі қозғалтқышты 1903 жылы Шаррон, Жирардо және Войт (CGV) ұсынған, бірақ оны ешқашан құрастырмаған. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде үлкен прогресс жасалды, мысалы, Mercedes D. IV сияқты тік сегіз цилиндрлі ұшақ қозғалтқыштары жасалды. Ұшақтарда тік сегіздік цилиндрлі қозғалтқыштың артықшылықтарына ұзын, тар конфигурацияның аэродинамикалық тиімділігі және қозғалтқыштың өзінің тепе-теңдігі жатты, бұл коленвалдағы тепе-теңдегіштерді қажетсіз етеді. Сол кезде коленвал мен газ тарату білігінің бұрылуының кемшіліктері ескерілмеді, себебі сол кездегі ұшақ қозғалтқыштарының айналу жылдамдығы төмен болды, бұл пропеллер ұшының жылдамдығын дыбыс жылдамдығынан асырмауға мүмкіндік берді. 1914 жылға қарай De Dion Bouton, Scripps Booth және Cadillac автомобильдерінде қолданылған V8 конфигурациясынан өзгеше, 1920 жылға дейін тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштар серийлік автомобильдерде қолданылмады.
Көше көліктері
Италияның Isotta Fraschini компаниясы 1919 жылы Париж салонында Tipo 8 үлгісіндегі алғашқы сериялық сегіз цилиндрлі автомобильді таныстырды. Leyland Motors компаниясы 1920 жылы Лондонның Олимпиядағы Халықаралық мотор көрмесінде OHC сегіз цилиндрлі қозғалтқышпен жабдықталған Leyland Eight сәнді автокөлігін таныстырды. Дюзенберг ағайындары 1921 жылы алғашқы сериялық сегіз цилиндрлі қозғалтқышты ұсынды. Сегіз цилиндрлі қозғалтқыштар Екінші дүниежүзілік соғыстан кейінге дейін қымбат және жоғары өнімділік көрсетілетін көліктерде қолданылып келді. Bugatti және Duesenberg автомобильдерінде екі білікшелі сегіз цилиндрлі қозғалтқыштар жиі қолданылды. Daimler, Mercedes Benz, Isotta Fraschini, Alfa Romeo, Stutz, Stearns Knight және Packard компаниялары да сегіз цилиндрлі қозғалтқыштармен жабдықталған танымал автомобильдер шығарды. Осы қозғалтқыштардың маркетингтік артықшылығының бірі – олардың әсерлі ұзындығы болды. Кейбір Duesenberg қозғалтқыштарының ұзындығы 1 метрден асып, нәтижесінде осы автомобильдерде ұзын капоттар (бонеттер) орнатылды.
АҚШ-тағы премиум автомобильдер
1920 жылдары АҚШ-та автомобиль өндірушілер, соның ішінде Hupmobile (1925), Chandler (1926), Marmon (1927), Gardner (1925), Kissel (1925), Locomobile (1925) және Auburn (1925) орта тапқа бағытталған автомобильдерде тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштарды қолдана бастады. Қозғалтқыш өндіруші Lycoming компаниясы Gardner, Auburn, Kissel және Locomobile сияқты автомобиль өндірушілерге сату үшін тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштар жасады. Hupmobile өз қозғалтқышын өндірді. Lycoming-ті Auburn иесі Эррет Лоббан Корд сатып алды, ол өзінің алдыңғы жетегі бар Cord L 29 автомобильінде Lycoming-тің тік сегіз цилиндрлі қозғалтқышын пайдаланды және Duesenberg Model J үшін тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыш жасауды Lycoming-ке тапсырды, бұл қозғалтқышты Duesenberg ағайындылары Кордқа тиесілі Duesenberg Inc. үшін жобалаған болатын. Auburn, Cord және Duesenberg компанияларынан құралған Cord Corporation-ның автомобиль өндірушілері 1937 жылы жабылды. Lycoming компаниясы бүгінгі күнге дейін әуе шағын қозғалтқыштарын өндіруші ретінде жұмыс істеп келеді. 1920 жылдардың соңында Hudson және Studebaker компаниялары өздерінің премиум үлгілеріне тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштарды енгізді. 1930 жылдардың басында Nash (қос тұтандыру жүйесімен), REO және General Motors компаниясының Buick, Oldsmobile және Pontiac бөлімдері олардың ізінен ерді. Buick-тің тік сегіз цилиндрлі қозғалтқышы жоғары клапанды конструкцияға ие болды, ал Oldsmobile-дің және Pontiac-тың тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштары жапсарлы конструкцияда жасалған. Chevrolet, бастапқы деңгейдегі марка болғандықтан, тік сегіз цилиндрлі қозғалтқышқа ие болған жоқ. General Motors компаниясының сәнді маркасы Cadillac өзінің дәстүрлі V8 қозғалтқыштарын сақтап қалды. Бәсекелестерінің тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштары сияқты тегіс жұмыс істеуі үшін Cadillac V8 қозғалтқышы үшін қиылысқан коленвалды енгізді және өзінің моделінің жоғарғы деңгейіне V12 және V16 қозғалтқыштарын қосты. Ford тік сегіз цилиндрлі қозғалтқышты қабылдаған жоқ; олардың бастапқы деңгейдегі Ford машиналары 1950 жылға дейін жапсарлы V8 қозғалтқыштарын пайдаланды, ал олардың сәнді Lincoln машиналары 1930 жылдан 1980 жылға дейін V8 және 1930 және 1940 жылдары V12 қозғалтқыштарын қолданды. Chrysler өзінің премиум Chrysler автомобильдерінде, соның ішінде Imperial сәнді моделінде жапсарлы тік сегіз цилиндрлі қозғалтқыштарды пайдаланды.
Әуе кемелері
Британдық R101 қатты дирижаблі бес Beardmore Tornado Mk I тізбекті орналасқан сегіз цилиндрлі дизельді қозғалтқыштармен жабдықталған. Бұл қозғалтқыштар минутына 1000 айналымда белгілі бір қуатты беруге арналған, бірақ іс жүзінде минутына 900 айналымда ғана үздіксіз қуатты қамтамасыз етті.
Соғыстан кейінгі
Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін автомобиль нарығындағы өзгерістер тік сегіздік қозғалтқыштардың құлдырауына және толық жойылуына әкелді. Тік сегіздіктерді негізінен соғысқа дейінгі американдық сәнді және премиум автомобильдерде қолданды. Flxible қалааралық автобусында Buick-тің тік сегіздік қозғалтқышы орнатылған. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде авиациялық бензин өндірісіндегі технологиялық жетістіктер арзан, жоғары октанды бензиннің көп көлемін қамтамасыз етті. Бұл қозғалтқыштарды жоғары сығылу қатынасымен жасауға мүмкіндік берді, бірақ тік сегіздік қозғалтқыштардағы ұзын коленвал мен тарату валының шектеулерін күшейтті. 1949 жылы Oldsmobile тік сегіздік қозғалтқышын V8 жоғары клапанды қозғалтқышпен алмастырды, ал Cadillac-тың V8 қозғалтқышы да жоғары клапанды нұсқаға өтті. Chrysler 1951 жылы өзінің тік сегіздігін әйгілі Hemi V8 қозғалтқышымен алмастырды. Hudson 1952 жылғы модельдің соңында тік сегіздік қозғалтқыштан бас тартты. Buick 1953 жылы (4.0" тесік × 3 13/64" жүріс = 322 куб дюйм (5.277 л)) V8 қозғалтқышын ұсынды, оның көлемі олардың (3 7/16" тесік × 4 5/16" жүріс = 320.2 куб дюйм (5.247 л)) тік сегіздігімен шамалас болды, соңғысы 1953 жылғы модельдің соңына дейін өндірілді. Pontiac 1954 жылдың соңына дейін тік сегіздік және L басқарылатын тік алты цилиндрлі қозғалтқыштарды өндірістің күшінде ұстады, содан кейін V8 стандартқа айналды. Packard 1954 жылдың соңында өзінің танымал тік сегіздік қозғалтқышын тоқтатып, оны V8 жоғары клапанды қозғалтқышпен алмастырды. 1970 жылдардың соңына қарай АҚШ-та жасалған автомобильдердің 80% V8 қозғалтқыштарымен жабдықталған, ал қалғандарының көпшілігі алты цилиндрлі қозғалтқыштарды пайдаланды. Bugatti 1922 жылдан бастап тік сегіздік қозғалтқыштармен тәжірибе жасады және 1924 жылы 2 л Bugatti Type 35 ұсынды, ол барлық уақыттағы ең сәтті жарыс машиналарынң бірі болды және 1000-нан астам жарыста жеңіске жетті. Duesenberg-тер сияқты, Bugatti де Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде ұшақ қозғалтқыштарын жасаудан идеяларын алды, және олар сияқты, оның қозғалтқышы жоғары айналымды жоғары орналасқан тарату валымен және цилиндрге үш клапанмен жабдықталған. Ол 5000 айналымда қуат өндірді және 6000 айналымға дейін айналдырылуы мүмкін болды. Type 35 және оның туындыларының шамамен 400 данасы жасалды, бұл Гран-при жарысы үшін рекордты көрсеткіш. Alfa Romeo тік сегіздік қозғалтқыштардың инженерлік проблемаларына бірінші болып ден қойды: олардың жарыс машиналарынң P2 және P3 қозғалтқыштарында, сондай-ақ Mille Miglia және Le Mans жарыстарында танымал болған Alfa Romeo 8C 2300/2600/2900 спорттық автомобильдерінде тарату валының жетегі қозғалтқыштың ортасына, төртінші және бесінші цилиндрлер арасына жылжытылды, бұл жоғарыда аталған шектеулерді азайтуға мүмкіндік берді. Тік сегіздік шындығында, тарату валдары мен суперкомпрессорлар үшін ортақ беріліс пойыздарында біріктірілген тік төрт қозғалтқыштың симметриялық жұбы ретінде құрастырылған. Онда екі жоғары орналасқан тарату валы болған, бірақ әр цилиндрде тек екі клапан болған. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін Alfa Romeo-ның тік сегіздігі 1950 жылы Формула 1 жарыстарының бірінші маусымында үстемдікке ие болды және 1951 жылы Ferrari-дің V12 қозғалтқышы бар машинасымен бәсекелестікке түсіп екінші маусымда жеңіске жетті. Alfa Romeo 158/159 Alfetta 1937 жылы жобаланған және 1938 мен 1951 жылдар аралығында өткізілген 54 Гран-придің 47-сінде жеңіске жеткен (арасында соғыс салдарынан алты жыл үзіліс болған). 1951 жылға қарай олардың 1,5 л суперкомпрессорлы қозғалтқыштары 9300 айналымда қуат өндіре алды және 10500 айналымға дейін айналдырылуы мүмкін болды. Алайда, қозғалтқыштар өздерінің әлеуетінің шегіне жетті, ал 1952 жылғы маусымдағы ережелердің өзгеруі Alfetta-ны ескірген. Mercedes Benz 1955 жылы соңғы танымал тік сегіздік жарыс машиналарын жасады, олар чемпионатты жеңген W196 Formula One жарыс машинасы және 300SLR спорттық жарыс машинасы болды. 300SLR 1955 жылы Миль Мильяда Стерлинг Мосс пен Денис Дженкинсонның жеңісімен танымал болды, бірақ 1955 жылы Ле-Манның 24 сағатындағы Пьер Левегтің қазасына әкелген апатымен де танымал болды. 300SLR - бұл 1930 жылдардың басындағы Alfa Romeo дизайнының соңғы дамуы болды, өйткені тек тарату валы ғана емес, сонымен қатар беріліс қорабы да қозғалтқыштың ортасынан жететілді. Инженерлер ұзақ коленвалдың соңынан қуат алса, бұралу кернеулері тым жоғары болады деп есептеді, сондықтан олар ортаға орталық беріліс қорабын орнатты (ол сонымен қатар екі тарату валын, екі магнитті және басқа да керек-жарақты басқаратын) және артқы тұтқа корпусына қуат беру валын өткізді.