V6-moottori: määritelmä, rakenne ja suorituskyky
V6-moottori – selkeä määritelmä, rakenne ja suorituskyky: kompakti, tehokas ja polttoainetaloudellinen ratkaisu nykyaikaisiin autoihin.
V6-moottori, jota usein kutsutaan vain V6:ksi tai V6-moottoriksi, on kuusisylinterinen polttomoottori, jossa sylinterit on jaettu kahteen kolmen sylinterin pankkiin ja aseteltu V-kirjaimen muotoon. Kummankin pankin kolme mäntää pyörittävät yhteistä kampiakselia. V6 on nykyaikaisissa autoissa toiseksi yleisin moottorirakenne nelosrivimoottorin jälkeen. Moottorin käyttövoimana voi olla esimerkiksi bensiiniä, dieseliä, maakaasua tai alkoholia.
Määritelmä ja rakenne
V6-moottorin oleellinen piirre on sylinteripankkien kulma toisiinsa nähden. Tavallisimmat kulmat ovat noin 60° ja 90°. 60° on yleinen suunnittelu, koska se mahdollistaa tasaisemmat sytytystahdit ja kompaktin rakenteen ilman monimutkaisia kampiakselimuutoksia. 90° -kulma on usein seurausta V8-alustojen muunnoksista ja voi vaatia erikoisia kampiakseliratkaisuja tai tasapainotankoja värinän vähentämiseksi.
V6-rakenteet voivat olla SOHC- tai DOHC-tyyppisiä, useimmissa nykyaikaisissa moottoreissa käytetään kaksikammiota (DOHC) ja moniventtiilisylintereitä tehokkuuden ja päästöjen hallinnan vuoksi. Turboahdotut tai kompressorilla varustetut V6-moottorit ovat yleisiä, koska niiden sylinterimäärä ja tilavuus tarjoavat hyvän tasapainon tehon ja polttoainetaloudellisuuden välillä.
Pankkien kulma, kampiakseli ja tasapaino
Pankkien välinen kulma vaikuttaa suoraan sytytysväleihin ja tasapainoon. 60° V6 mahdollistaa useimmiten tasaiset sytyväljät ilman erikoisrakenteisia kampiakselin navoja. 90° V6 puolestaan voi aiheuttaa epätasaisemman käynnin, ellei kampiakseli ole suunniteltu niin, että kampinavojen asennot korjaavat syklistä epätasaisuutta. Joissain malleissa käytetään jakotankoja tai tasapainoakselia tärinän vähentämiseksi.
Edut
- Kompakti pituus: V6 on yleensä lyhyempi kuin nelosmoottori, mikä helpottaa sijoittamista erityisesti poikittaisessa asennossa.
- Hyvä teho–painosuhde: tarjoaa usein enemmän tehoa ja vääntöä kuin nelosylinterinen samaa tilavuutta vastaan.
- Sopii etuvetoisiin ja taka-/nelivetoisiin alustoihin: V6 on useissa autoissa optimaalisin kompromissi tilan, tehon ja painon välillä.
- Monipuolisuus: toimii hyvin luonnollisesti imeytyvänä ja pakotetusti ahdettuna, sekä soveltuu hybridiratkaisuihin.
Haitat ja rajoitukset
- Monimutkaisempi rakenne kuin rivikuutosella: enemmän komponentteja ja usein korkeammat valmistus- ja korjauskustannukset.
- Tärinä: erityisesti 90°-kulmaiset V6-moottorit voivat vaatia lisätasapainotusta.
- Tilankäyttö sivusuunnassa: V6 on usein kapeampi kuin V8-moottorit, mutta korkeus ja asennukseen liittyvät vaatimukset voivat rajoittaa suunnittelua.
- Nykytrendi: polttoainetaloudellisuuden ja päästövaatimusten takia monet valmistajat ovat siirtyneet pienempiin nelosmoottoreihin turboahdettuna, jolloin V6:n määrä massamalleissa on vähentynyt.
Käyttökohteet ja suorituskyky
V6 on suosittu valinta keskikokoisiin sedaneihin, katumaastureihin ja suorituskykyisiin ajoneuvoihin, koska se tarjoaa riittävästi tehoa ilman V8:n kokoa ja kulutusta. Monissa suoritusmalleissa V6 tuottaa korkean huipputehon ja väännön, erityisesti turboahdettuna. Lisäksi V6 soveltuu hyvin hybridille, jossa sähkömoottori täydentää polttomoottorin vääntöä.
Ääni ja tuntuma
V6:n äänimaailma on usein täyteläinen ja matalampi kuin nelosylinteristen. Ääneltään V6 eroaa selvästi V8:sta, mutta nykyaikaisilla äänienhallintaratkaisuilla ajoneuvon valmistaja voi korostaa tai vaimentaa moottorin luonnetta.
Huolto ja luotettavuus
V6-moottorit voivat olla yhtä luotettavia kuin muutkin moottorityypit, kun huolto on säännöllistä. Erityishuomiota vaativat ajoittaiset jakopään tai ketjun tarkistukset, venttiilikoneistot sekä tasapainotankojen ja turboahtimien kunnon seuranta. Riippuen valmistajasta ja mallista huoltokustannukset voivat olla hieman korkeammat kuin yksinkertaisemmissa nelosmoottoreissa.
Nykyiset trendit
Autoteollisuudessa V6 on säilyttänyt paikkansa suuremmissa ja suorituskykyisissä ajoneuvoissa, vaikka kaupunkiautot ja pienten luokkien mallit usein vaihtuvat pienempään ja ahdettuun neloskoneeseen. Samalla V6 kehittyy: kevyempiä materiaaleja, suorasuihkutusta, matalapaineisia turboahtimia ja hybridiyhdistelmää käytetään parantamaan taloudellisuutta ja vähentämään päästöjä.
Yhteenvetona: V6-moottori tarjoaa hyvän kompromissin tehon, koon ja taloudellisuuden välillä. Se on monipuolinen ja yleinen ratkaisu nykyaikaisissa autoissa, mutta valmistajat sovittavat sen käyttöä markkinavaatimusten ja päästömääräysten mukaan.
V6-moottori
Historia
Marmon Motor Car Company rakensi joitakin ensimmäisistä V6-autoista vuonna 1905.
Delahayen muotoilija Amadee Varlet kehitti kaksikammioisen V6-moottorin, joka otettiin sarjatuotantoon Type 44 -mallina vuonna 1911. Se ei menestynyt niin hyvin, että sitä olisi voitu jatkaa tuotannossa vuoden 1914 jälkeen, kun ensimmäinen maailmansota keskeytti ranskalaisen autonvalmistuksen. (Tiedot on saatu Club Delahayen kautta, joka on tunnustettu maailmanlaajuinen auktoriteetti ja rekisteröidyn Delahaye-tavaramerkin pysyvä haltija).
Lancia esitteli ensimmäisen sarjatuotantoon tarkoitetun V6-mallin vuonna 1950. Muut valmistajat alkoivat pian käyttää V6-moottoreita. Vuonna 1959 General Motors rakensi raskaan sarjan 305 in3 (5 L) 60° V6-moottorin käytettäväksi lava-autoissaan ja Chevrolet Suburbanissa. Myöhemmin moottori suurennettiin 478-tuumaiseksi3 (7,8 L) raskaiden kuorma-autojen ja linja-autojen käyttöön.
Vuonna 1962 Buick Special tarjosi 90° V6-moottorin, jossa oli epätasainen polttoväli. Kuluttajat eivät pitäneet tästä moottorista sen tärinän vuoksi.
Lancia V6
Tasapaino ja pehmeys
Koska sylinterien määrä on pariton kussakin rivissä, V6-mallit ovat epätasapainoisia riippumatta siitä, mitä V-kulmaa ne käyttävät. V6-mallin jokaisessa pankissa on pariton määrä mäntiä. V6-moottorissa on päästä päähän suuntautuva keinuva liike. Kampiakselissa olevat vastapainot ja vastakkain pyörivä tasapainotusakseli kompensoivat osan keinuliikkeestä.
Lancia V6:ssa vuonna 1950 käytettiin 60°:n kulmaa sylinteririvien välillä ja kuusiheittoista kampiakselia, jotta saatiin aikaan 120°:n tasaväliset laukaisuvälit. Tähän liittyy edelleen joitakin tasapaino- ja sekundäärivärähtelyongelmia. Ensimmäinen Buickin V6 oli 90°, joka perustui Buickin 90° V8:aan. Tämä johti karkeaan käyntiä vaativaan rakenteeseen. Monet asiakkaat eivät voineet hyväksyä sitä. Myöhemmät mallit ovat parantaneet moottoria ja tehneet siitä kohtuullisen tasaisen.
V-kulmat
60 astetta
Tehokkain sylinteripenkkien kulma V6-moottorissa on 60 astetta. Tämä tekee moottorista pienikokoisen ja vähentää tärinää. 60° V6-moottorit eivät ole yhtä hyvin tasapainossa. Nykyaikainen suunnittelu on vähentänyt suurimman osan tärinästä. 60 asteen V6-moottorit eivät tarvitse tasapainoakseleita. Tämä rakenne toimii hyvin isommissa autoissa, joissa nelisylinteristen moottoreiden teho ei riitä.
90 astetta
Joitakin 90° V6-moottoreita rakennetaan. Ne perustuvat yleensä V8-moottoreihin. V8-moottorin muuttaminen V6-moottoriksi vaatii vain vähän työtä. Ongelmana on, että nämä moottorit ovat leveämpiä ja värähtelevät enemmän kuin 60° V6-moottorit. Nykyaikaisemmissa 90° V6-moottorimalleissa tärinäongelmat vältetään muuttamalla kampiakselin rakennetta ja laukaisuajoitusta. Jäljellä olevan tärinän poistamiseksi käytetään usein tasapainotusakseleita.
120 astetta
120° voidaan ajatella V6:n luonnolliseksi kulmaksi. Kukin sylinteri tekee yhden iskun jokaista 120° kampiakselin kierrosta kohden. Tämä mahdollistaa sen, että männät voivat jakaa kampitapit (kampiakselin liitos). Toisin kuin V8-mallissa, V6-mallia ei voida järjestää siten, että mäntävoimat olisivat tasapainossa. Koska sylinterien määrä on pariton kussakin sarjassa, tarvitaan tasapainoakseli.
120°:n muotoilu luo myös erittäin leveän moottorin. Se on liian leveä useimpiin autoihin. Sitä käytetään usein kilpa-autoissa. Kilpa-autot on suunniteltu moottorin ympärille, eikä tärinä ole niin tärkeää.
180 astetta
Kuutoskaksoismoottori (180°) on vain hieman leveämpi kuin 120° V6-moottori, ja se on täysin tasapainossa.
Parittomat ja parilliset laukaisut
Kun sylinterissä oleva polttoaine palaa, se työntää mäntää alaspäin ja synnyttää voimaa. Tätä kutsutaan usein laukaisuksi.
Monet varhaiset V6-moottorit perustuivat V8-moottorimalleihin. Tämä johti siihen, että kahden sylinterin ryhmissä oli pariton polttojärjestys. Tämä johti karkeaan käyntiin ja epämiellyttävään tärinään tietyillä kierrosluvuilla.
Nykyaikaisemmissa 90° V6-moottoreissa tämä ongelma vältetään. Niissä käytetään halkaistua kampiakselitappia, jossa mäntä liittyy kampiakseliin. Näin saadaan aikaan tasainen 120°:n polttokuvio. Halkaistu kampiakseli on heikompi kuin suora kampiakseli. Nykyaikaisilla metallurgisilla tekniikoilla voidaan valmistaa kampiakseli, joka on riittävän vahva, jotta se ei murtuisi.
Kilpaurheilukäyttö
Lancia otti V6-moottorin käyttöön kilpa-autoilussa 1950-luvun alussa. He saivat hyviä tuloksia. Sitten Ferrari rakensi Dino V6:n. Enzo Ferrarin poika Alfredo Ferrari sai lempinimen Dino. Hän ehdotti 1,5-litraisen V6-moottorin rakentamista Formula 2 -kilpailuihin. Dino V6:ta päivitettiin useita kertoja, ja se kasvoi 2,4-litraiseksi moottoriksi. Dino V6 -moottoria käytettiin Ferrari 246 Formula 1 -autossa vuonna 1958.
Moottoripyörän käyttö
Laverda esitteli 996-kuutioisen V6-moottorisen moottoripyörän Milanon näyttelyssä vuonna 1977. Moottoripyörällä ajettiin vuoden 1978 Bol d'Or 24 tunnin kilpailussa.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on V6-moottori?
A: V6-moottori on polttomoottori, jossa on kuusi sylinteriä, jotka on sijoitettu kahteen kolmen sylinterin pankkiin. Nämä kaksi pankkia muodostavat "V"-muotoisen kulman, yleensä suorassa kulmassa (90°) tai vähemmän toisiinsa nähden. Kaikki kuusi mäntää pyörittävät yhteistä kampiakselia.
Kysymys: Millaisilla polttoaineilla V6-moottori voi toimia?
V: V6-moottori voi käyttää erilaisia polttoaineita, kuten bensiiniä, dieseliä, maakaasua ja alkoholia.
K: Miten V6-moottorin kokoa verrataan muihin moottoreihin?
V: V6-moottori on erittäin kompakti moottorirakenne, ja se on lyhyempi kuin suoraketjuinen nelimoottori. Monet V6-moottorit ovat kapeampia kuin V8-moottori. Se on suurelta osin korvannut rivimoottori-6:n, koska se on liian pitkä mahtuakseen moniin nykyaikaisiin autoihin.
K: Miksi rivimoottori-6 on korvattu V6:lla?
V: Rivikuutosmoottori on korvattu kompaktimmalla ja jäykemmällä V6-moottorilla, koska se sopii paremmin nykyaikaisiin autoihin ja tarjoaa hyvän polttoainetaloudellisuuden ilman, että teho tai vääntömomentti kärsivät, kuten sen edeltäjä, klassinen v8-moottori.
K: Onko v6:n suorituskyky verrattavissa muiden moottoreiden suorituskykyyn?
V: Kyllä, vaikka se ei ole yhtä tasainen kuin rivikuutonen, sen suuren tehon ja vääntömomentin sekä hyvän polttoainetalouden ansiosta siitä on tullut yhä suositumpi korkean suorituskyvyn sovelluksissa.
K: Onko v6-moottorin käytössä haittoja muihin moottoreihin verrattuna?
V: Yksi mahdollinen haittapuoli voisi olla lisääntynyt tärinä, joka johtuu sen monimutkaisemmasta rakenteesta verrattuna rivi- tai nelisylinteriseen moottoriin.
Etsiä