Кіріспе

V конфигурациясындағы 12 цилиндрлі поршенді қозғалтқыш

V12 қозғалтқышы – бұл ортақ коленвал айналасында V конфигурациясында орналасқан екі алты цилиндрлі қатарлы поршенді қозғалтқыш. V12 қозғалтқыштары V10 қозғалтқыштарынан көбірек кездеседі, бірақ V8 қозғалтқыштарынан сирек таралған. Алғашқы V12 қозғалтқышы 1904 жылы жарыс қайықтарында қолдану үшін жасалған. Қозғалтқыштың тепе-теңдігі мен қуатты тегіс жеткізілуінің арқасында V12 қозғалтқыштары алғашқы сәнді автомобильдерде, қайықтарда, ұшақтарда және танктерде қолданылған. Ұшақтардағы V12 қозғалтқыштары Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде өркендеген, содан кейін олар көбінесе реактивті қозғалтқыштармен ауыстырылды. Формула-1 жарыстарында V12 қозғалтқыштары 1960 жылдардың соңы мен 1990 жылдардың басында кеңінен қолданылған. 21-ғасырда V12 қозғалтқыштары теңіз қозғалтқыштарында, теміржол локомотивтерінде, ірі стационарлық электр станцияларында, сондай-ақ кейбір еуропалық спорттық және сәнді автомобильдерде қолданылады.

Теңгерімдік және тегіс

V12 қозғалтқышының әрбір қанаты негізінен тік алты цилиндрлі қозғалтқыш сияқты жұмыс істейді, ол өзінің негізгі және екінші деңгейдегі тепе-теңдігін толыққанды қамтамасыз етеді. Төрт тактілі V12 қозғалтқышы 60, 120 немесе 180 градус V бұрыштарында тегіс оқ ату ретіне ие. Көптеген V12 қозғалтқыштары цилиндрлердің екі қанаты арасында 60 градус бұрыш қолданады. Басқа V бұрыштары бар V12 қозғалтқыштары да жасалған, кейде теңгерімсіз дірілді азайту үшін бөлінген коленвал мойындары қолданылады. V12 қозғалтқыштарының кемшіліктеріне цилиндрлері аз қозғалтқыштармен салыстырғанда жоғары құн, күрделілік, үйкеліс шығындары, сыртқы өлшемдер мен салмақ жатады. V12 қозғалтқышында кез келген уақытта үш цилиндр қуаттық тактісінде жұмыс істейді, бұл қуат импульстары арасындағы үзілістерді жою арқылы қуат берудің тегістігін арттырады. 180 градус V бұрышы бар V12 қозғалтқышы көбінесе жалпақ он екі қозғалтқыш деп аталады. Оларды кейде «боксерлік он екі» қозғалтқыштары деп те атайды, бірақ бұл терминология 180 градусты V12 қозғалтқыштарының көпшілігі үшін дұрыс емес, себебі олар ортақ коленвал мойындарын пайдаланады және сондықтан боксерлік қозғалтқыштар ретінде құрастырылмайды. Теориялық тұрғыдан алғанда, V12 жарыс қозғалтқышының айналмалы бөліктері ұқсас көлемді V8 қозғалтқышынан жеңіл болуы мүмкін, өйткені V12 қозғалтқышына коленвалдың қарсы салмақтары немесе инерциялық масса қажет емес. Сонымен қатар, V12 қозғалтқышының эгзостық жүйесі V8 қозғалтқышының эгзостық газ ағынын реттеу үшін қажеттіге қарағанда әлдеқайда қарапайым. Дегенмен, V12 қозғалтқыштарын автожарыстарда қолдану 21-ші ғасырда сирек кездеседі.

Өлшемі мен ығыстырмасы

60 градусты V12 қозғалтқышы, әдетте, бірдей көлемдегі 90 градусты V6 немесе V8 қозғалтқышынан тар болады. Дегенмен, V12 қозғалтқышы V6 және V8 қозғалтқыштарына қарағанда көбінесе ұзын келеді. Осы ұзындық көбінесе V12 қозғалтқышын жолаушылар көлігіне орнатуды қиындатады, бірақ жүк көліктері мен стационарлық қолданыстар үшін ұзындық әдетте проблема тудырмайды. Тар еніне байланысты V12 локомотивтерде, бронетранспортёрлерде және теңіз қозғалтқыштарында жиі қолданылады. Мұндай қолданыстарда қозғалтқыштың ені тар теміржол аралықтарымен немесе көше ендерімен шектеледі, ал көліктің ұзындығы еркін болады. Екі пернелі қайықтарда екі V12 қозғалтқышы қатар тұруға жеткілікті, ал жоғары жылдамдықты үш пернелі конфигурацияларда кейде үш V12 қозғалтқышы қолданылады. Ірі, жылдам круиздік кемелерде алты немесе одан да көп V12 қозғалтқыштары болуы мүмкін. Тарихи поршеньді истребительдер мен бомбалаушы ұшақтардағы жоғары өнімділікке арналған ұшақтарда қолданылған ұзын, тар V12 конфигурациясы оларды басқа қозғалтқыштарға қарағанда, әсіресе қысқа, кең радиалды қозғалтқыштарға қарағанда, аэродинамикалық жағынан жақсырақ етті.

Теңіз кемелерінде пайдалану

V-мотордың алғашқы үлгісін (V-екілік конструкция) Daimler компаниясы 1889 жылы жасады, ал V8 қозғалтқышын Antoinette компаниясы 1903 жылы жасады. Олардан кейін 1904 жылы Лондондағы Putney Motor Works зауытында жарыс қайықтары үшін жасалған алғашқы V12 қозғалтқышы пайда болды. Putney зауытын құрған серіктестерінің құрметіне "Craig Dörwald" деп аталған V12 қозғалтқышы, Putney-дің бұрынғы екі цилиндрлі, жапсарлы клапанды қозғалтқышының негізінде салынды, V бұрышы 90 градусқа тең болды және алюминийден жасалған картерге ие болды. Көптеген теңіз қозғалтқыштарындағыдай, тұтқыр білік бойлық бағытта жылғалап, екінші біліктерді қосып, клапан уақытын өзгертіп, қозғалтқыштың айналуын кері бұрып, кері жылдамдыққа мүмкіндік берді. Қозғалтқыштың көлемі , салмағы болды және 40 футтық (12 м) жарыс қайықтарында қолданылды, бірақ оның жарыстағы жетістіктері туралы көп мәлімет жоқ. Қазіргі уақытта өндірісте жүрген V12 теңіз қозғалтқышының мысалы – Wärtsilä 46F қозғалтқышы, онда V12 нұсқасының көлемі және қуаты .

1900-жылдан 1930-жылға дейін

Renault 1912 жылы 90 ат күші бар ұшақ үлгісімен әуе кемелерінде алғашқы V12 қозғалтқышын енгізді. Бұл қозғалтқыштың V бұрышы 60 градусқа тең болды, ауамен салқындатылып, егіс клапандар (F бас) жүйесімен жабдықталған. Пропеллердің айналуы камера білігінің алғы жағынан жүзеге асырылды, бұл пропеллердің айналу жылдамдығын стандартты коленвалдан айналатын пропеллерлерге қарағанда екі есе баяулатты, осылайша пропеллердің тиімділігін арттырды. 1915 жылғы National V12 қозғалтқышы және 1917 жылғы Weidely Pathfinder да АҚШ-та салынған.

1945 жылдан 1960 жылға дейін

Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін көптеген Еуропа елдеріндегі экономикалық қиындықтар мен талғам өзгерістері 1940-1950 жылдары V12 қозғалтқыштары бар сәнді автомобильдердің құлдырауына әкелді. Lincoln 1946 жылдан 1948 жылға дейін V12 қозғалтқыштары бар сәнді автомобильдерді шектеулі түрде өндіруді жалғастырды. Америкалық өндірушілер 1950 жылдары V8 қозғалтқыштарын және олардың қуатын үздіксіз жақсартуға баса назар аударды, бұл 1960 жылдары алғашқы "ат күші соғысына" алып келді. Италияда Packard, Auto Union және Alfa Romeo (оның бұрынғы жұмыс берушісі) V12 қозғалтқыштарына ұзақ уақыт бойы қызығушылық танытқан Энцо Феррари 1948 жылы өзінің алғашқы жолаушылар көлігін, Ferrari 166 Inter-ді ұсынды және оны Colombo V12 қозғалтқышымен жабдықтады. Ferrari 250 GT-нің сенімділігі мен қарапайымдылығына көңілі толмаған Ферруччо Ламборгини Ferrari өндірген машиналардан гөрі мәдениетті және сенімді жолаушылар машиналарын жасауды қалады. Оның алғашқы жолаушылар көлігі, Grand Tourer, 350 GT DOHC қозғалтқышымен жабдықталды. Екі өндіруші де V12 қозғалтқыштары бар көліктерді ұзақ жылдар бойы өндіріп келеді, және бұл үзіліссіз бүгінгі күнге дейін жалғасуда. Cadillac 1963 және 1964 жылдары V12 қозғалтқыштарымен тәжірибе жасады, оны алғашқы алдыңғы жетектегі машинасы Cadillac Eldorado үшін мүмкін қозғалтқыш ретінде қарастырды. Дегенмен, Cadillac өзінің V12 қозғалтқышының өнімділігіне қанағаттанбады, себебі оның қуатын арттыру үшін кеңейтуге арзан V8 қозғалтқышына қарағанда ешқандай артықшылығы болмады.

Автоматтық жарыстар

V12 қозғалтқыштары Формула-1-де жиі қолданылып келді, әсіресе 1966 жылғы маусымнан 1969 жылғы маусымға дейін. Формула-1-де алғашқы V12 қозғалтқышы 1964 жылғы Honda RA271 жарыс машинасына орнатылып, 1968 жылғы Honda RA301 жарыс машинасына дейін қолданылды. 1966 жылғы маусым V12 қозғалтқыштарының танымалдылығын арттырды, осы кезде Ferrari, Maserati және Weslake жаңа V12 қозғалтқыштарын ұсынды. Ferrari қозғалтқышы Ferrari 312 жарыс машинасымен дебют жасады және 1975 жылғы Ferrari 312B-ге дейін қолданылды, содан кейін Ferrari жалпақ он екі қозғалтқышына көшті. Maserati қозғалтқышы Cooper T81 машинасымен таныстырылды және 1969 жылғы Cooper T86 машинасына дейін пайдаланылды. Weslake V12 қозғалтқышы 1966 жылдан 1968 жылға дейін қолданылып, Eagle Mk1 жарыс машинасына енгізілді. BRM 1968 жылғы BRM P133 жарыс машинасынан бастап 1977 жылғы BRM P207 машинасына дейін V12 қозғалтқыштарын өндірді. Matra Sports V12 қозғалтқышы 1968 жылғы Matra MS11 жарыс машинасымен таныстырылды және 1978 жылғы Ligier JS9 машинасына дейін қолданылды. Келесі онжылдықта V12 қозғалтқыштары аз қолданылды, егер 1979 жылғы Brabham BT48 және содан кейін 1982 жылға дейін Alfa Romeo 182 машинасы қолданған Alfa Romeo V12 қозғалтқышын есептемесек. V12 қозғалтқыштарының қайта жандануы 1989 жылы Ferrari 640 жарыс машинасының пайда болуымен басталды. Ferrari 1995 жылғы Ferrari 412 T2 машинасы V12 қозғалтқышын қолданған соңғы Формула-1 машинасы болғанға дейін V12 қозғалтқыштарын пайдалануды жалғастырды. Lamborghini LE3512 қозғалтқышы 1989 жылдан 1993 жылға дейін әртүрлі командалармен қолданылды. Honda RA122 E қозғалтқышы алғаш рет 1991 жылғы McLaren MP4/6 машинасымен жарысқа қатысты және 1992 жылғы McLaren MP4/7A машинасына дейін пайдаланылды. Yamaha OX99 қозғалтқышы 1990 жылғы Brabham BT59 машинасынан 1992 жылғы Brabham BT60 машинасына дейін қолданылды. Формула-1-де қолданылған ең қуатты табиғи аспирациялық V12 қозғалтқышы Tipo 043 болды, ол 1994 жылғы F1 маусымында Ferrari компаниясымен қолданылды және 15 800 айналым/мин қуаттылыққа ие болды. Прототиптік спорттық автомобильдер жарысында 2006-2008 жылдарғы Audi R10 TDI дизельдік екі турбо V12 қозғалтқышын өте табысты пайдаланды. 2007 жылы ұсынылған Peugeot 908 HDi FAP де дизельдік екі турбо V12 қозғалтқышын қолданды.

Жүк көліктерінде пайдалану

Бірнеше жүк көлігі өндірушілері әр түрлі уақытта V12 дизельді қозғалтқыштарын шығарған. Мысалы, Чехословакияда салынған 1967–1982 жылдардағы Tatra T813 табиғи түрде сорылатын V12 дизельді қозғалтқышты қолданған, ал 1983 жылдан бері Tatra T815 табиғи түрде сорылатын және турбокомпрессорлы екі нұсқада да V12 дизельді қозғалтқышпен қол жетімді. АҚШ-та 1938–1995 жылдардағы Detroit Diesel Series 71, 1967–1999 жылдардағы Detroit Diesel Series 149 және 1974–1995 жылдардағы Detroit Diesel Series 92 V12 нұсқалары өндірілді. Жапонияда Isuzu 1976–2000 жылдар аралығында ауыр жүк көліктері үшін – New Power, 810 және Giga – табиғи түрде сорылатын V12 дизельді қозғалтқыштарын өндірді. V12 бензинді (бензинді) қозғалтқыштармен жұмыс істейтін жүк көліктері сирек кездеседі, бірақ 1930 жылдардан 1970 жылдарға дейін АҚШ-та бірнеше модельдер өндірілді. 1931 жылы American La France Lycoming BB моторы негізінде V12 бензинді қозғалтқыштармен өрт сөндіру машиналарын шығара бастады. 1935 жылы Pierce Arrow сәнді автокөлігінде қолданылған V12 қозғалтқышы Seagrave өрт сөндіру машиналарын құрастыру үшін орнатылды (өндіріс 1970 жылға дейін жалғасты, себебі Seagrave Pierce Arrow қозғалтқыштарын өндіруге қажетті жабдықты сатып алды). 1960–1965 жылдардағы GMC Twin Six бензинді V12 қозғалтқышы негізінен екі еселенген GMC 351 V6 қозғалтқышы, төрт клапан қақпағы және төрт шығарындыс коллекторынан тұрды. Ең жоғары қуаты тек ең жоғары айналымдармен ғана шектелді, ал ең жоғары серпілісі .

Қарулы-жарақтандырылған жауынгерлік көліктерде қолдану

V12 – танктер мен басқа да бронетехникалар үшін кең таралған қозғалтқыш конфигурациясы. Мысалдар: Екінші дүниежүзілік соғыста Panzer III, Panzer IV және олардың шассиіне негізделген басқа да танктерде қолданылған неміс HL120TRM бензинді қозғалтқышы. Maybach HL230 және оның түрлері Panther, Tiger II, Jagdpanther, Jagdtiger (HL230 P30) машиналарында, содан кейін Tiger I және HL230 P45 қолданған Sturmtiger-де пайдаланылды. Rolls Royce Merlin авиациялық қозғалтқышынан жасалған британдық Rolls Royce Meteor бензинді қозғалтқышы Екінші дүниежүзілік соғыста Cromwell және Comet танктерінде, кейін Centurion және Conqueror танктерінде қолданылды. Challenger 2 танктері Perkins CV12 6A дизельді қозғалтқышымен жабдықталған. Кеңес Одағының Харьковтік V 2 дизельді қозғалтқышы Екінші дүниежүзілік соғыста Т-34 танктерінде, Климент Ворошилов танктерінде және ИС-2 ауыр танктерінде қолданылды. Соғыстың соңында Т-44 танктерінде V44 12 цилиндрлі, 38,88 литрлік дизельді қозғалтқыш пайдаланылды. T-72 танктерінде V 12 дизельді қозғалтқышы қолданылды, ол негізінен V 2 қозғалтқышының турбожүктегішті нұсқасы. Американдық Continental AV1790 қозғалтқышы бензин және дизельдік түрлерінде шығарылып, Patton танктерінің барлық түрлерінде және M103 ауыр танктерінде қолданылды. 1943 жылы M4 Sherman танкінде Chrysler A65 V12 қозғалтқышының прототипі сынақтан өтті, бірақ ол өндіріске енбеді. AMX 40 танкінде француз Poyaud V12XS25 дизельді қозғалтқышы қолданылды. Maybach HL 295 (Maybach HL234-тің қайта жасалған нұсқасы, Maybach HL230-ның жаңартылған түрі) AMX 50 ауыр танкінде де пайдаланылды. Жапондық Mitsubishi SA12200VD ауамен салқындатылатын V 12 дизельді қозғалтқышы 97 типті Chi Ha орта танкінде қолданылды. Type 4 Ho Ro өзі жүретін артиллериялық қондырғысында да Mitsubishi Type 100 ауамен салқындатылатын V 12 дизельді қозғалтқышы қолданылды.