Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Двигатель U — это поршневой двигатель, состоящий из двух отдельных рядных двигателей (каждый со своим коленчатым валом), расположенных рядом и соединенных общим выходным валом. Если смотреть спереди, блок двигателя напоминает букву "U". Хотя двигатели U были значительно менее распространены, чем аналогичные V-образные двигатели, с 1915 по 1987 год было произведено несколько двигателей U для использования в самолетах, гоночных автомобилях, гоночных и дорожных мотоциклах, локомотивах и танках.
A U engine is a piston engine made up of two separate straight engines (complete with separate crankshafts) placed side by side and coupled to a shared output shaft. When viewed from the front, the engine block resembles the letter "U". Although much less common than the similar V engine design, several U engines were produced from 1915 to 1987 for use in airplanes, racing cars, racing and road motorcycles, locomotives, and tanks.
Дизайн
Основным преимуществом U-образной компоновки двигателя является возможность использования общих деталей с рядным двигателем, на базе которого она создана. Кроме того, если два коленчатых вала вращаются в противоположных направлениях, гироскопический эффект вращающихся частей в каждом ряду цилиндров взаимно компенсируется. V-образный двигатель обычно более компактен и легче U-образного, частично из-за отсутствия второго коленчатого вала, что делает V-образные двигатели гораздо более распространенными, чем U-образные. Однако V-образный двигатель не компенсирует гироскопический эффект. В H-образной компоновке двигателя используется схожая концепция с U-образными двигателями, где два оппозитных двигателя установлены друг над другом.
The main benefit of a U engine layout is the ability to share common parts with straight engine upon which is it based. Additionally, if the two crankshafts rotate in opposite directions, the gyroscopic effect of the rotating components in each cylinder bank cancel each other out. A V engine is typically more compact and lighter than a U engine, in part due to the lack of a second crankshaft, making V engines far more common than U engines. However, the V engine does not cancel the gyroscopic effect. The H engine layout uses a similar concept to U engines, whereby two flat engines are stacked vertically.
Бензиновые двигатели
Первым известным двигателем U был авиационный двигатель Bugatti U 16 1915–1916 годов, который имел 16 цилиндров и рабочий объем. Около 40 двигателей были построены на заводе Duesenberg в Соединенных Штатах во время Первой мировой войны. Небольшое количество двигателей, основанных на двигателе Bugatti U, также было произведено после войны компанией Breguet Aviation во Франции. Fiat 806 – гоночный автомобиль 1927 года, оснащенный двенадцатицилиндровым двигателем U. Этот двигатель, обозначенный как "Тип 406", использовал нагнетатель и имел один центрально расположенный впускной распределительный вал, который приводил в действие впускные клапаны, расположенные внутри каждого блока цилиндров. Два отдельных распределительных вала приводили в действие выпускные клапаны (по одному на блок). На испытаниях агрегат развивал мощность 187 л.с. при 8500 об/мин при максимальном наддуве. Мотоцикл Ariel Square Four 1931–1959 годов выпуска использовал четырехцилиндровый двигатель (также называемый двигателем "square four"). Двигатель был компактным и имел такую же узкую переднюю часть, как у 500-кубового параллельного твина. Задняя пара цилиндров этого двигателя с воздушным охлаждением была склонна к перегреву. Мотоцикл Suzuki RG500 1985–1987 годов выпуска и несколько связанных с ним гоночных мотоциклов использовали четырехцилиндровый двигатель U с водяным охлаждением. Несмотря на некоторые гоночные успехи, дорожные модели продавались плохо, и конструкция была постепенно заменена на обычный рядный четырехцилиндровый двигатель.
The first U engine known to have been built was the 1915–1916 Bugatti U 16 aircraft engine, which had 16 cylinders and a displacement of Approximately 40 engines were built at the Duesenberg factory in the United States during World War I. A small number of engines based on the Bugatti U engine were also produced after the war by Breguet Aviation in France. The Fiat 806 was a 1927 Grand Prix racing car that was powered by a twelve cylinder U engine. This engine, designated the 'Type 406', used a supercharger and had a single centrally mounted intake camshaft which operated the intake valves located on the inside of each cylinder bank. Two separate camshafts operated the exhaust valves (one per bank). On test the unit delivered 187 bhp at 8,500 rpm at maximum boost. The 1931–1959 Ariel Square Four motorcycle used a four cylinder engine (also called a 'square four' engine). The engine was compact and had as narrow a frontal area as a 500 cc, parallel twin. The rear pair of cylinders on this air cooled engine were prone to overheating. The 1985–1987 Suzuki RG500 motorcycle, and several related racing motorcycles, used a water cooled four cylinder U engine. Although some racing success was achieved, the road bikes did not sell well and the design was phased out in favour of a conventional inline four engine.
Дизель
В 1930-х годах компания Sulzer Brothers Ltd. начала производство двенадцатицилиндрового двигателя U серии LD для использования в железнодорожных локомотивах. Серия LD была заменена серией LDA, общее время производства которых составило более 50 лет. Двухрядный двигатель Sulzer 12LDA стал основой для британских локомотивов, построенных в 1960-х годах, и более 700 таких двигателей использовались в локомотивах Peak и Class 47. В двигателе Sulzer LDA для центрального выходного вала использовалась шестерня меньшего размера, чем две шестерни, соединенные с коленчатым валом. В результате выходной вал вращался со скоростью примерно 1000 об/мин, а коленчатые валы – примерно 750 об/мин. Такая передача позволяла использовать более компактный и легкий электрический генератор при использовании двигателя в дизель-электрическом локомотиве. General Motors 6046 – это двухдвигательная установка, которая использовалась на танках «Шерман» во время Второй мировой войны. 6046 был построен на основе двух рядных шестицилиндровых двигателей, которые независимо соединялись с общим выходным валом, который, в свою очередь, соединялся с трансмиссией. Всего было произведено 10 968 танков M4A2, оснащенных двигателем 6046D. После Второй мировой войны несколько советских танков были оснащены 16-цилиндровыми и 18-цилиндровыми двигателями, разработанными на основе двигателя General Motors 6046 путем обратной инженерии. Эти советские двигатели получили обозначения Russkiy Dizel (Diesel Energo) DPN23/2H30 и DRPN23/2H30.
In the 1930s Sulzer Brothers Ltd. began production of an 'LD series' twelve cylinder U engine for use in rail locomotives. The LD series was replaced by the LDA series, for a combined production period of over 50 years. The Sulzer 12LDA twin bank engine formed the mainstay of British locomotives built in the 1960s, with over 700 used in the Peak and Class 47 locomotives. The Sulzer LDA engine used a smaller gear for the central output shaft than the two gears attached to the crankshaft. This resulted in the output shaft rotating at approximately 1000 rpm while the crankshafts rotated at approximately 750 rpm. The purpose of this gearing was to allow the use of a smaller, and lighter, electrical generator when the engine was used in a diesel electric locomotive. The General Motors 6046 is a twin engine setup that was used by Sherman tanks during World War II. The 6046 was built using two straight six engines that were separately clutched to a single output shaft, which was itself clutched to the transmission unit. A total of 10,968 6046D powered M4A2 Shermans were produced. After World War II, several Soviet Union tanks powered by 16 cylinder and 18 cylinder engines that were reverse engineered from the General Motors 6046 engine. These Soviet engines were designated Russkiy Dizel (Diesel Energo) DPN23/2H30 and the DRPN23/2H30.
Двойной двигатель
Тандемный двухцилиндровый двигатель, иногда используемый в мотоциклах и картинге, представляет собой двухцилиндровый двигатель, конструкция которого аналогична двигателям типа U. В двигателе имеется два коленчатых вала, по одному на каждый цилиндр, соединённые и синхронизированные посредством зубчатой передачи, обеспечивающей согласование фаз коленвалов и передающей нагрузку между цилиндрами. Тандемная компоновка применяется исключительно в двухтактных двигателях, поскольку они требуют отдельной камеры картера для каждого цилиндра. Основное преимущество тандемного двухтактного двигателя заключается в его узкой конструкции, позволяющей использовать цепную передачу без потерь мощности, связанных с поворотом на 90°. В период с 1975 по 1982 год Kawasaki использовала эту конструкцию для победы в четырёх чемпионатах мира в классе 250 куб. см и четырёх чемпионатах мира в классе 350 куб. см, после чего покинула серию Гран-при. Эта конструкция двигателя также была использована в серийном дорожном мотоцикле, вдохновлённом гоночной моделью. Модели Kawasaki KR сыграли ключевую роль в утверждении компании как производителя высокопроизводительных мотоциклов. Rotax разработала аналогичную тандемную конструкцию, модель 256, которую продавала независимым производителям. Этот двигатель использовался в гоночных мотоциклах CCM Armstrong 250 куб. см, Waddon, EMC, Hejira, Decorite и Cotton. CCM Armstrong разработала 350-кубовую версию этого двигателя. В гоночных мотоциклах Aprilia 1985 года также применялся двигатель Rotax модель 256.
A tandem twin engine, occasionally used in motorcycles and go karts, is a two cylinder engine which uses a similar design to U engines. The motor has two crankshafts, one for each cylinder which are joined and kept in co ordination by load carrying, crank phasing gears connecting the two cylinders. The tandem twin layout is used only with two stroke engines since these must have a discrete crankcase chamber per cylinder. The prime advantage of a tandem twin two stroke is that the engine can be very narrow while allowing chain final drive without a power wasting 90° turn. Between 1975 and 1982, Kawasaki used the design to win four 250 cc and four 350 cc world championships before they retired from Grand Prix racing. The engine design was also used for a road legal production motorcycle inspired by the racer. The Kawasaki KR models were instrumental in establishing the company as a manufacturer of high performance motorcycles. Rotax developed a similar tandem twin design, the model 256, which it sold to independent constructors. The CCM Armstrong 250 cc, Waddon, EMC, Hejira, Decorite, and Cotton racers used this engine. CCM Armstrong developed a 350 cc version of the engine. Aprilia's 1985 GP racing bikes also used the Rotax model 256.
Одноколесный коленчатый вал
Необычным вариантом U-образного двигателя является использование единого коленчатого вала, соединенного с поршнями в обеих головках блоков цилиндров посредством качающихся рычагов. Эта система применялась в восьмицилиндровом бензиновом двигателе, производившемся компанией All British Car Company с 1906 по 1908 год.
An unusual variation on the U engine is the use of a single crankshaft which is linked to the pistons in both cylinder banks by rocking beams. This system was used in an eight cylinder petrol engine produced by the All British Car Company between 1906 and 1908.