موتور V4 یک موتور چهار سیلندر رفت و برگشتی است که در آن همه سیلندرها در پیکربندی V چیده شده اند و از یک میل لنگ معمولی استفاده می کنند.
یک موتور V4 دارای دو مجموعه پیستون است که در جلو و پشت دیگری یا در طرف مقابل موتورسیکلت نصب شده است.
رایج ترین و جدیدترین طراحی V4 است که به صورت عمودی نصب شده است. بسته به مدلهای Ducati Panigale V4 و Street Fighter ، دو گروه سیلندر می توانند در مقابل گروه دیگر قرار گیرند. طراحی دیگر نصب موتور به صورت افقی است. در دو طرف موتورسیکلت ، سیلندرهایی وجود دارد که یکی در سمت راست و دیگری در سمت چپ قرار دارد.
در مقایسه با موتورهای 4 سیلندر خطی، موتورهای V4 محبوبیت کمتری دارند. با این حال، موتورهای V4 هنوز در دوچرخه ها، خودروها و غیره اخیر استفاده می شوند.
موتورهای V4 در عمل کمتر مورد استقبال قرار می گیرند. موتورسیکلت ها و برخی دیگر از اتومبیل ها استفاده از آن ها را به حداقل رسانده اند، بسیاری از وسایل نقلیه دیگر از آنها استفاده نمی کنند زیرا سنگین، حجیم و پرهزینه برای استفاده عمومی یا تولید انبوه هستند. اگر چند خودروی تولید شده با موتور V4 را با مجموع همه وسایل نقلیه مقایسه کنید، نسبت این چند وسیله نقلیه تقریباً ناچیز است.
طراحی موتور V4
موتورهای V4 حداکثر دارای دو میل لنگ مشترک با سیلندرهای مخالف هستند. سه یاتاقان اصلی به میل لنگ متصل شده است.
اگر دو پیستون دارای یک میل لنگ در زاویه 90 درجه V باشند این موتورها ممکن است از زاویه V متفاوتی استفاده کنند به دلیل اینکه، موتور مزیت یک تعادل اولیه کامل را که باعث کاهش ارتعاشات می شود، افزوده است. این طرح همچنین می تواند گشتاورهای قفل کننده کوچکتری نسبت به موتور 4 سیلندر خطی ایجاد کند و میل لنگ کوتاه سفت تر است و باعث می شود کمتر در معرض ارتعاشات پیچشی قرار گیرد.
نقطه ضعف موتور V4 این است که در مقایسه با موتور I4، موتور V4 عریض تر است و نیاز به دو سر سیلندر، دو منیفولد خروجی و دو قطار سوپاپ به جای تنها یک سوپاپ، یک منیفولد، یک سر سیلندر، 1 یا 2 میل بادامک برای موتور 4 سیلندر خطی است. با توجه به این قطعات اضافی ، موتورهای V4 دارای طراحی پیچیده و هزینه های بالایی هستند.
موتور V4 چه مزایایی دارد؟
1. این نوع موتور در مقایسه با موتور I4 نرم تر است.
2. زاویه V ارتعاشات ثانویه را حذف می کند و منحنی قدرت خطی برای موتور ضروری است. این موتور نیازی به پیچاندن گشتاور مانند 4 سیلندر خطی ندارد ، بنابراین قدرت همیشه در دسترس است
3. V4 می تواند قدرت بیشتری نسبت به موتور 4 سیلندر خطی تولید کند. این به این دلیل است که میل لنگ موتورهای V4 قوی تر، کوتاهتر از حد معمول و کمتر مستعد پیچ خوردگی ناشی از گشتاور است. به عبارت دیگر، شما می توانید قدرت سرعت را با افزایش دورهای میل لنگ افزایش دهید.
4. در مقایسه با موتور I4، میل لنگ این موتور بهترین تنظیم برای تنظیم جریان هوا در آن است. این امر تلفات پمپاژ را به حداقل می رساند و حداکثر مقدار احتراق را به چرخ ها منتقل می کند.
5. این موتور دارای پیکربندی فوق العاده ای است که در مقایسه با موتور I4 از استحکام و استحکام کششی بسیار بالایی برخوردار است.
چرا موتورهای V4 بسیار غیر معمول هستند؟
موتور V4 به دلایل زیر بسیار نادر است:
1) هزینه
موتور V4 به ندرت در تولید اتومبیل استفاده می شود و این روش را فقط می توان در زیر کاپوت یک ماشین مبهم و دارای طاقچه ظریف یافت. به همین دلیل ، هزینه طراحی و ساخت موتور V4 بیشتر از موتور I4 می شود.
2) پیچیدگی
سرهای دو سیلندر و دو منیفولد خروجی این موتور به دو سوپاپ مجزا نیاز دارند که روند تولید را پیچیده می کند.
3) توزیع وزن
توزیع وزن نیز یک مشکل است. مرکز ثقل موتورهای V4 بالاتر از مرکز ثقل موتورهای 4 سیلندر تخت است. با این حال ، V4 مزایای خود را دارد. به طور طبیعی، کوتاهتر از 4 سیلندر خطی است در مقایسه با موتور چهار سیلندر تخت، سر سیلندر عمودی تر، عملکرد و نگهداری موتورهای V4 را آسان می کند.
4) کاربردهای موتور V4
موتورهای V4 کاربردهای زیر را دارند:
1) استفاده در خودرو
اتومبیل گرندپری از اولین موتور V4 استفاده می کرد. موتور لانچیا V4 اولین موتور V4 مورد استفاده در خودروهای تولیدی بود که اولین بار در لانچیا لامبدا در سال 1922 استفاده شد. موتور لانچیا دارای زاویه باریک است ، زاویه بین سیلندرها 20 درجه و سر سیلندر و بانک های دو سیلندر دارای یک میل بادامک بالا سری هستند.
خودروهای مسابقه ای پورشه 919 هیبریدی LMP1 که در فصل 2014-2017 استفادهشده بودند، موتورهای 2.0 لیتری توربو V4 با وسط 2.0 لیتری (122 اینچ مکعب) 90 درجه را مورد استفاده قرار دادند.
2) استفاده در موتور سیکلت
- یکی از اولین موتورسیکلت هایی که دارای موتور V4 بود ، Matchless Silver Hawk بود که بین سالهای 1931 تا 1935 در انگلستان ساخته شد. این شرکت از موتورهای 16 درجه ای V4 باریک استفاده می کرد که شامل یک خنک کننده هوا ، یک سوپاپ فشار و سر سیلندر بود.
- از سال 1936 تا 1938 ، Puch P800 در مقاصد نظامی و نظامی در اتریش تولید شد. P800 دارای یک موتور 170 درجه زاویه باز V4 (شبیه به یک موتور 4 سیلندر تخت) دارای خنک کننده هوا و سرهای دو سیلندر بود.
- این موتورها در اواسط تا اواخر دهه 1980 مورد استفاده قرار گرفتند ، مخصوصاً موتورسیکلت هوندا با موتور عرضی و موتور 90 درجه خنک کننده آب V4.
- هنوز اکثر تولیدکنندگان MotoGP 2020 پیکربندی V4 را برای موتورسیکلت های خود انتخاب می کنند.
3) کاربرد در قایق
یکی دیگر از کاربردهای موتورهای V4 ، کشتی های دریایی است. به دلیل طول کوتاه موتور ، پیکربندی V4 در برنامه های موتورهای خارجی بسیار محبوب است.
