Введение

Двигатель внутреннего сгорания

Рядный шестицилиндровый двигатель (также называемый рядной шестеркой; сокращенно I6 или L6) — поршневой двигатель с шестью цилиндрами, расположенными в одну линию вдоль коленчатого вала. Рядный шестицилиндровый двигатель обладает идеальной первичной и вторичной балансировкой, что обеспечивает меньшую вибрацию по сравнению с другими конструкциями с шестью или менее цилиндрами. До середины XX века рядная шестерка была наиболее распространенной конструкцией шестицилиндровых двигателей. Однако двигатели V6 стали более популярными с 1970-х годов, и к 2000-м годам большинство рядных шестицилиндровых двигателей были заменены двигателями V6. Исключением из этой тенденции является компания BMW, которая производит автомобильные рядные шестицилиндровые двигатели с 1933 года и по настоящее время.

Характеристики

С точки зрения компоновки, рядные шестицилиндровые двигатели почти всегда уже, чем двигатели V6 или V8, но длиннее, чем рядные четырехцилиндровые двигатели, V6 и большинство V8. Рядные шестицилиндровые двигатели обычно выпускаются с рабочим объемом от… , однако также были созданы двигатели размером от мотоциклетного двигателя Benelli 750 Sei до двигателя пикапа Cummins B Series. Благодаря хорошо сбалансированной конструкции, рядный шестицилиндровый двигатель может быть увеличен до очень больших размеров для тяжелых грузовиков, локомотивов, промышленного и морского применения. Поскольку силы инерции двигателя возрастают пропорционально кубу диаметра цилиндра, рядный шестицилиндровый двигатель является предпочтительной конфигурацией для двигателей большегрузных автомобилей. Компания Mercury разработала конструкцию, компенсирующую только первичную пару раскачивания и работающую без балансира. Массы возвратно-поступательного движения во всех конфигурациях остаются несбалансированными, начиная с 6-го порядка, но баланс обмена кинетической энергией между поршнями улучшен до остаточных колебаний крутящего момента инерции 6-го порядка и выше, по сравнению с четырехтактной конструкцией, несбалансированной начиная с 3-го порядка.

Краншафт

Кранковые валы для рядных шестицилиндровых двигателей обычно имеют либо четыре основных подшипника (то есть подшипник между каждой парой коренных шеек и один на каждом конце), либо семь основных подшипников (то есть подшипник между каждой коренной шейкой). Более крупные двигатели и дизельные двигатели обычно используют семь подшипников для минимизации прогиба коленчатого вала. Когда двигатель подвергается высоким нагрузкам на низких оборотах, большее расстояние между основными подшипниками приводит к увеличению прогиба коленчатого вала. Современные двигатели с высокой степенью сжатия подвергают коленчатый вал большим изгибающим нагрузкам из-за более высокого пикового давления газов, что требует большей поддержки коренных шеек от соседних подшипников, поэтому сейчас для рядных шестицилиндровых двигателей часто используют семь основных подшипников. Рядная шестицилиндровая схема стала более популярной в годы после 1909 года, и к тому времени ее использовали около 80 производителей (включая 62 в Великобритании). До 1950-х годов двигатели V6 использовались редко из-за худшей балансировки двигателей V6 по сравнению с рядными шестицилиндровыми двигателями. Однако с 1980-х годов, благодаря меньшей длине двигателей V6, большинство производителей заменили рядные шестицилиндровые двигатели на двигатели V6. Исключением является немецкий бренд BMW, который всегда использовал рядную шестицилиндровую компоновку для своих шестицилиндровых двигателей. С 2017 года наблюдается небольшой откат от тенденции перехода на двигатели V6, благодаря возможности создания модульного семейства рядных двигателей, использующих множество общих компонентов. Примеры включают двигатель Mercedes-Benz M256 (с 2017 года и по настоящее время), двигатели Jaguar Land Rover Ingenium (AJ300 и AJ300D, с 2019 года и по настоящее время), двигатель Stellantis Hurricane (с 2021 года и по настоящее время) и двигатели Mazda Skyactiv-X и Skyactiv-D (с 2022 года и по настоящее время).

Европа

Первый серийный шестицилиндровый бензиновый двигатель Alfa Romeo объемом 6,3 литра с плоским коленвалом был представлен в 1921 году на роскошном автомобиле Alfa Romeo G1. Конструкция с верхними клапанами была применена в спортивном автомобиле Alfa Romeo RL 1922 года, а конструкция с верхним распределительным валом – в спортивном автомобиле Alfa Romeo 6C 1927 года и различных гоночных автомобилях с 1927 по 1954 год. Последней моделью Alfa Romeo с рядным шестицилиндровым двигателем был автомобиль Alfa Romeo 2600 1961–1969 годов, после чего компания перешла на двигатели V6. История Mercedes-Benz с рядными шестицилиндровыми двигателями началась с авиационного двигателя Mercedes D. I 1913 года. Первым автомобильным рядным шестицилиндровым двигателем стал бензиновый двигатель Daimler M836 объемом 3,9 литра 1924–1929 годов. После Второй мировой войны Mercedes возобновил производство рядных шестицилиндровых двигателей с представлением в 1951 году двигателя Mercedes-Benz M180 с верхним распределительным валом. В 1985 году был представлен 3,0-литровый дизельный двигатель Mercedes-Benz OM603 с рядным шестицилиндровым расположением цилиндров. В 1996 году компания заменила свои бензиновые рядные шестицилиндровые двигатели на серию двигателей V6, хотя продолжала производить дизельные рядные шестицилиндровые двигатели. Производство бензиновых рядных шестицилиндровых двигателей возобновилось в 2017 году с представлением турбированного двигателя Mercedes-Benz M256 с двумя верхними распределительными валами (DOHC). Opel начала производство рядных шестицилиндровых двигателей в 1927 году с 1,8-литрового бензинового двигателя с плоским коленвалом, который использовался в Opel 8/40 PS. Рабочий объем этого двигателя увеличивался по мере его использования в более поздних моделях, таких как Opel Kapitän и Opel Admiral, а более поздние версии перешли на конструкцию с верхними клапанами (штанговый привод). В 1968 году были представлены рядные шестицилиндровые версии двигателя Opel CIH, изначально с одним верхним распределительным валом (SOHC), а в некоторых более поздних версиях – с двумя верхними распределительными валами (DOHC). Производство двигателя Opel CIH продолжалось до 1993 года, когда он был заменен двигателем V6. Volvo начала производство рядных шестицилиндровых двигателей с бензиновых двигателей Penta DB 1929–1958 годов. Компания возобновила производство в 1969 году с бензиновым двигателем Volvo B30 с верхними клапанами, за которым последовали рядные шестицилиндровые версии модульного двигателя Volvo, представленного в 1995 году, а затем двигатель Volvo SI6, представленный в 2006 году. Несколько моделей (таких как Volvo S80 1998–2006 годов) использовали необычную конструкцию с поперечно установленным рядным шестицилиндровым двигателем. Производство рядных шестицилиндровых двигателей Volvo прекратилось в 2015 году. Первым продуктом BMW был авиационный двигатель BMW IIIa 1917 года. Компания начала производство автомобильных рядных шестицилиндровых двигателей в 1933 году с бензиновым двигателем BMW M78 объемом 1,2 литра с верхними клапанами, который с годами эволюционировал в BMW M337 (производился до 1958 года). Производство рядных шестицилиндровых двигателей возобновилось в 1968 году с двигателем BMW M30 с одним верхним распределительным валом, который производился в течение 27 лет и использовался в различных моделях. Двигатель BMW M88 1978–1989 годов имел конструкцию с двумя верхними распределительными валами и был представлен в спортивном автомобиле BMW M1 со средним расположением двигателя. Внедрение BMW турбированных рядных шестицилиндровых двигателей (за исключением малосерийных вариантов двигателя M30 в 1980-х годах) произошло в 2006 году с BMW N54, а производство двигателей с атмосферным впуском прекратилось в 2015 году. По состоянию на 2022 год турбированный рядный шестицилиндровый двигатель BMW B58 остается в производстве, наряду со своими более мощными вариантами BMW S58.

Великобритания

Первым шестицилиндровым двигателем Rolls Royce был 6,0-литровый бензиновый двигатель IOE, который использовался в роскошном автомобиле Rolls Royce 30 л.с. 1905 года выпуска. Этот автомобиль был заменен на Rolls Royce Silver Ghost 1906–1926 годов, который перешел на конструкцию с нижним расположением клапанов (боковые клапаны) для своего рядного шестицилиндрового двигателя. В 1906 году был представлен роскошный автомобиль Standard Six, оснащенный 20-сильным рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем. Двигатели Standard также использовались в нескольких автомобилях, построенных компаниями SS Cars и ее преемником Jaguar, таких как спортивный автомобиль SS 1 1932 года, SS Jaguar 100 1936 года, спортивный салон/купе Jaguar 3½ Litre 1938 года и роскошный автомобиль Jaguar Mark V 1948 года. В 1927 году в двухлитровом роскошном автомобиле Rover был представлен рядный шестицилиндровый бензиновый двигатель IOE. Этот двигатель использовался в различных моделях Rover до прекращения выпуска Rover P5 в 1973 году, а также в различных моделях Land Rover с 1961 года (Land Rover Series IIA) до 1980 года (Land Rover Series III). В 1928 году в роскошном автомобиле Austin 20/6 был представлен рядный шестицилиндровый бензиновый двигатель Austin с нижним расположением клапанов. Austin Twenty Eight 1938–1939 годов выпуска использовал увеличенную версию этого двигателя. Он был заменен двигателем Austin D Series с верхним расположением клапанов, первоначально разработанным для грузовиков, который использовался в легковых автомобилях с 1947 по 1968 год (наряду с несколькими моделями Jensen Motors с 1946 по 1962 год). Двигатели BMC C Series с верхним расположением клапанов использовались различными марками BMC с 1954 по 1971 год, за ними последовала 2,2-литровая версия двигателя BMC E Series с верхним расположением распределительного вала, производившегося с 1970 по 1982 год. Легковой автомобиль Wolseley Hornet Six 1930–1936 годов выпуска был оснащен 1,3–1,6-литровым рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем с верхним расположением распределительного вала. Туреры MG F типа 1931–1932 годов, спортивные автомобили MG K типа 1932–1934 годов и спортивные автомобили MG N типа 1934–1936 годов были оснащены рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем с верхним расположением распределительного вала. В середине 1930-х годов спортивный автомобиль Riley MPH и седан Riley Kestrel 6 выпускались небольшими сериями и оснащались рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем с двумя верхними распределительными валами. Роскошный автомобиль Bristol 400 1947 года был оснащен рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем с верхним расположением клапанов, основанным на конструкции двигателя BMW M328. Этот двигатель оставался в эксплуатации до прекращения выпуска Bristol 406 в 1961 году. Рядный шестицилиндровый бензиновый двигатель Jaguar XK6 с двумя верхними распределительными валами производился с 1948 по 1992 год и устанавливался на спортивный автомобиль Jaguar XK120. Представленный в объеме 3,4 литра, он использовался как в легковых, так и в гоночных автомобилях, с рабочим объемом от 2,4 до 4,2 литра. За двигателем XK6 последовали двигатели AJ6 и AJ16, производившиеся с 1984 по 1996 год, прежде чем их заменили двигатели V6 Ford. Рядный шестицилиндровый бензиновый двигатель Lagonda 1948–1959 годов с двумя верхними распределительными валами использовался в различных автомобилях Aston Martin и Lagonda. Преемником этого двигателя стал рядный шестицилиндровый двигатель, разработанный Тадеком Мареком, который использовался в DB4 (1958), DB5 (1963), DB6 (1965) и DBS (1967). Двигатель Ford Zephyr 6 с верхним расположением клапанов использовался в автомобиле Ford Zephyr и нескольких других моделях с 1951 по 1966 год. Рядный шестицилиндровый бензиновый двигатель Triumph I6 с верхним расположением клапанов производился с 1960 по 1977 год и дебютировал на спортивном автомобиле Triumph TR5. Двигатель Leyland PE166 был основан на конструкции Triumph и производился с 1977 по 1986 год. Спортивный автомобиль TVR 2500M 1972–1977 годов выпуска был оснащен вышеупомянутым двигателем Triumph I6. Затем, с 1999 по 2007 год, собственный двигатель TVR Speed Six с двумя верхними распределительными валами использовался в нескольких спортивных автомобилях компании TVR.

Азия

Первым рядным шестицилиндровым двигателем Toyota был Toyota Type A, который производился с 1935 по 1947 год. Type A представлял собой бензиновый двигатель с верхним расположением клапанов, основанный на двигателе Chevrolet Stovebolt. За ним последовало первое поколение рядных шестицилиндровых двигателей Toyota F, производившихся с 1949 по 1975 год, затем версия 2F с 1975 по 1988 год и версия 3F/3FE с впрыском топлива с 1988 по 1992 год. Эти двигатели были заменены двигателем Toyota FZ с двумя верхними распредвалами, который производился с 1993 по 2008 год. Параллельно с этими двигателями выпускался двигатель Toyota M с одним верхним распредвалом, представленный в 1965 году и производившийся в течение семи поколений до 1993 года (причем 7M-GTE был последней версией двигателя M). Двигатель M был заменен двигателем Toyota JZ с двумя верхними распредвалами, который производился с 1990 по 2007 год и считается одним из лучших рядных шестицилиндровых двигателей Toyota. Третьей линейкой рядных шестицилиндровых двигателей Toyota был 2,0-литровый двигатель Toyota G, который был представлен в 1979 году с одним верхним распредвалом и модернизирован до двух верхних распредвалов перед окончанием производства в 2008 году (причем 1G-FE был последней модификацией). Первым рядным шестицилиндровым двигателем Nissan был бензиновый двигатель Nissan NAK 1950–1952 годов с нижним расположением клапанов, который выпускался в различных модификациях до прекращения производства двигателя Nissan P в 2003 году. Бензиновый двигатель Nissan K с верхним расположением клапанов 1963–1965 годов использовался в роскошном автомобиле Nissan Cedric Special 50. Используя аналогичную конструкцию, двигатель Nissan H30 применялся в нескольких роскошных автомобилях с 1965 по 1989 год. В 1966 году Nissan начал производство шестицилиндровых версий двигателя Nissan L с одним верхним распредвалом, который выпускался до 2009 года. Двигатель Nissan RB 1985–2004 годов, использовавшийся в Nissan Skyline и других автомобилях, производился в конфигурациях с одним и двумя верхними распредвалами, пока не был заменен двигателем V6. Двигатель Nissan TB с верхним расположением клапанов был представлен в 1987 году и производился параллельно с другими рядными шестицилиндровыми двигателями. Шестицилиндровые версии двигателя Prince G были представлены в 1963 году и оставались в производстве до 1969 года, через три года после слияния Prince с Nissan. Двигатель Nissan S20 1969–1973 годов с двумя верхними распредвалами (использовавшийся в Nissan Fairlady и первом поколении Nissan Skyline GT-R) был основан на двигателе Prince G. Mitsubishi производила шестицилиндровые версии двигателя Mitsubishi KE с 1963 по 1970 год, а также редкие шестицилиндровые версии двигателя Mitsubishi 6G34 с одним верхним распредвалом "Saturn" с 1970 по 1976 год. Daewoo Magnus 2000–2006 годов (также известный как Chevrolet Evanda, Chevrolet Epica, Holden Epica или Suzuki Verona) оснащался рядным шестицилиндровым бензиновым двигателем Daewoo XK6, который является одним из немногих рядных шестицилиндровых двигателей, используемых в автомобиле с поперечным расположением двигателя и передним приводом.

Австралия

С 1950-х по 2010-е годы многие автомобили, произведенные в Австралии, оснащались рядным шестицилиндровым двигателем. Первый автомобиль Holden, седан Holden 48 215 1948 года, был оснащен двигателем Holden "grey" – бензиновым двигателем с верхним расположением клапанов. Этот двигатель был заменен двигателем Holden "red", который производился с 1963 по 1980 год, а затем двигателем Holden "blue" 1980–1984 годов. Последним австралийским рядным шестицилиндровым двигателем Holden был двигатель Holden "black" 1984–1986 годов, который первоначально был заменен японским двигателем Nissan RB30, прежде чем Holden перешел на двигатель V6 местного производства. Ford производил рядные шестицилиндровые двигатели дольше всех австралийских производителей. В 1960 году был представлен большой седан Ford Falcon с локально собранной версией американского двигателя Ford Straight 6 с верхним расположением клапанов. В 1998 году эти двигатели были модернизированы до конструкции с одним верхним распределительным валом. Затем, в 2002 году, появился двигатель Ford Barra с двумя верхними распределительными валами, который выпускался как в атмосферной, так и в турбированной версиях. Двигатель Ford Barra оставался в использовании до прекращения локального производства Ford Australia в 2016 году. Chrysler Valiant был представлен в 1962 году и оснащался американским двигателем Chrysler Slant 6. В 1970 году Valiant перешел на двигатель Chrysler Hemi 6 с верхним расположением клапанов – двигатель, эксклюзивный для Австралии, который производился до прекращения Chrysler Australia выпуска больших автомобилей в 1981 году. Большие седаны Austin Freeway и Wolseley 24/80 1962–1965 годов выпуска оснащались бензиновым двигателем с верхним расположением клапанов Blue Streak производства BMC Australia. За ним последовали шестицилиндровые версии двигателей BMC серии E с верхним распределительным валом, которые были представлены в седанах с передним приводом Austin Kimberley / Austin Tasman 1970 года, производство которых продолжалось до 1972 года. Объем этого двигателя был увеличен до 2,6 л в 1973 году, и он использовался в больших автомобилях Leyland P76 и Morris Marina до 1975 года.

Использование в мотоциклах

С 1964 по 1967 год Honda производила несколько гоночных мотоциклов для соревнований Гран-при, оснащенных рядными шестицилиндровыми версиями бензинового гоночного двигателя Honda RC; эти версии обозначались как "3RC164", "RC165", "RC166" и Honda RC174. Не предназначенный для дорожного использования Honda CBX производился с 1978 по 1982 год и был оснащен бензиновым двигателем с двумя верхними распредвалами. Серия Benelli Sei 1973–1989 годов стала первым мотоциклом для дорог, использующим рядный шестицилиндровый двигатель. Первоначально оснащенный бензиновым двигателем с одним верхним распредвалом, в 1979 году он был модернизирован до двигателя с двумя верхними распредвалами. Мотоцикл Kawasaki Z1300 1979–1989 годов был оснащен бензиновым двигателем с двумя верхними распредвалами. С 2011 года и по настоящее время серия туристических мотоциклов BMW K1600 оснащается бензиновым двигателем с двумя верхними распредвалами.