Особенности работы 12-цилиндрового двигателя

История автомобилестроения с самого начала развивалась по нескольким направлениям, одним из которых было увеличение скорости и мощности. Логичным способом достичь этой цели было увеличение количества цилиндров, что и привело к появлению 12-цилиндровых двигателей.

В последнее время наблюдается противоположная тенденция – более компактные и лёгкие 6-8-цилиндровые моторы вытесняют своих габаритных оппонентов, но они всё ещё востребованы в современном автомобилестроении.

Разновидности 12-цилиндровых силовых агрегатов

Существует немало типов таких моторов, включая довольно экзотические и редко встречающиеся:

• L12 – ДВС с рядным расположением всех двенадцати цилиндров, при котором усилия всех поршней направлены на вращение коленвала. Характеризуется простотой конструкции, отличной сбалансированностью, небольшой шириной и значительной длиной, что делает невозможным использование этого типа моторов в легковых автомобилях. Зато они весьма распространены в судостроении;
• V12 – моторы с V-образным расположением цилиндров (два ряда по 6, расположенные напротив друг друга под углом 60°). Самая распространённая в автомобилестроении разновидность;
• W12 – W-образный двенадцатицилиндровый двигатель, характеризующийся более компактными размерами по сравнению с V12-цилиндровим собратом. Главный недостаток таких агрегатов – они менее сбалансированы и не достигают такой плавности в работе, как у оппонентов;
• X12 – двенадцатицилиндровый мотор, у которого один коленвал вращают три ряда цилиндров (по четыре в каждом ряду). Из-за сложности реализации такой вариант встречается нечасто;
• F12 – оппозитный ДВС, который отличается от V12 оппозитным расположением рядов цилиндров с втрое большим углом (180°) между ними. Такая конструкция предполагает увеличенную ширину и меньшую высоту, а также низко расположенный центр тяжести. Такие разновидности используются в основном в спортивных и гоночных автомобилях – на серийные их устанавливают крайне редко.

История развития 12-цилиндровых моторов

Первым конструктором, которому удалось создать действующий прототип 12-цилиндрового мотора, является Даймлер Готлиб, при этом за основу своего мотора он взял проект, разработанный Леоном Левавассором. В начале 20 столетия такие силовые агрегаты устанавливались на морские катера и моторные лодки от фирмы Société Antoinette. Замена четырёх цилиндров на 12 позволила существенно увеличить мощь и производительность, так что эти двигатели пользовались большой популярностью.

В 1904 году компания Putney Motor Works, используя наработки предшественников, разработала и запустила в серию первые V-образные двигатели, получившие широкое распространение в самых разных областях. В 1909 году компания Renault выпустила мотор, ориентированный на авиационную промышленность, в котором впервые ряды поршней были расположены под углом 60° и использовалось воздушное охлаждение.

Характеристики двигателя по сегодняшним меркам не впечатляют: при объёме 12,3 литров диаметр цилиндра составлял 95 мм., а ход поршня – 140 мм. В 2010 французы выпустили более компактный вариант мотора, предназначенный для моторных лодок и катеров. Ещё через два года появился 17,5-литровый силовой агрегат с жидкостным охлаждением, развивающий мощность 135 кВт и раскручивающий коленвал до 1400 оборотов/минуту.

В 2013 году в Sunbeam Motor Car удалось сконструировать двигатель с аналогичными характеристиками, предназначенный для установки в автомобили (L поршня – 15,0 см., D цилиндра – 8,0 см.). Первой моделью, на которой был апробирован двигатель с 12 поршнями, стал Toodles V, которому сумели покориться несколько рекордов скорости.

Накануне Второй мировой войны именно двигатели с 12 поршнями стали основными для тяжёлой военной техники. После её окончания и длительного периода рецессии и восстановления промышленности эти моторы были незаслуженно преданы забвению.

И только в 1972 году известный британский автоконцерн Jaguar выпустил инновационный для того времени 5,3-литровый двигатель типа X12, который возродил массовое производство 12-цилиндровых силовых агрегатов. Модель оказалась настолько успешной, что её выпускали вплоть до 1996 года. Сегодня такие моторы стали ещё более совершенными, мощными и экономичными (по отношению к своим предшественникам).

Схема функционирования

Последовательность, или порядок работы цилиндров 12-цилиндрового двигателя зависит от конкретной реализации – общего правила в этом отношении нет, поскольку, как мы уже отмечали, имеется немало конструктивных различий в зависимости от типа (например, двухрядные и тёхрядные моторы).

Кроме того, на последовательность чередования одноименных тактов силового агрегата влияют и другие факторы:

• геометрия расположения цилиндров в БЦ;
• строение распредвала;
• особенности конструкции коленвала.

В немалой степени работа 12-цилиндрового двигателя зависит от фаз газораспределения. Их порядок следования должен рассчитываться соответственно влиянию на коленвал.

Схематически цилиндры, работающие последовательно, не могут располагать рядом – это одно из немногих общих правил.

Есть и второй принцип – независимо от типа силового агрегата и геометрии расположения цилиндров, первым в работу вступает цилиндр пол первым номером. После совершения коленчатым валом поворота на 90° в работу вступает цилиндр №5, после чего по схеме, принятой для конкретного мотора, запускаются и другие поршни.

В целом двенадцатицилиндровые моторы работают намного плавнее и стабильнее, чем шести- и восьмицилиндровые аналоги.

Где используются моторы с 12 цилиндрами

Для воздушного и водного транспорта такие двигатели являются достаточно распространёнными. Что касается современного автомобилестроения, то в серийные модели их часто устанавливают фирмы Ferrari и Lamborghini. На российском рынке можно встретить двигатели типа W12 на автомобилях немецкого автоконцерна Volkswagen. С недавних пор 12-цилиндровые моторы начали выпускать в Барнауле, взяв в качестве прототипа довоенный дизель V12.

Такие силовые установки устанавливают на тепловозы, на буровые установки, в качестве привода для насосов и компрессорных установок.

Кроме Ferrari, такие двигатели устанавливаются на авто от Rolls-Royce, Pagani, это преимущественно классические V12, в наибольшей степени пригодные для использования в легковых авто.

Особенности обслуживания

Автовладельцы моделей с многоцилиндровыми двигателями знают, насколько неприхотливы и надёжны такие силовые агрегаты. При правильно выполненной регулировке они не требуют вмешательства между техосмотрами. Регулировка может потребоваться после ремонта двигателя, и эту работу лучше доверить профессионалам.