Układy cylindrów - wszystko, co musisz o nich wiedzieć - Q Service Castrol - Warsztaty samochodowe

Układy cylindrów – wszystko, co musisz o nich wiedzieć

Wiesz, dlaczego większość współczesnych samochodów jest napędzana silnikami rzędowymi? Dlaczego V8 to domena samochodów sportowych? Dlaczego jednostki typu bokser są stosowane tylko przez nielicznych producentów? Ten artykuł odpowie na wszystkie powyższe pytania. A nawet jeszcze więcej.
Ikona zegarka 5 min czytania

Silniki, w których cylindry są ułożone w jednym rzędzie, są obecnie najpopularniejsze. 

W tej kategorii królują silniki czterocylindrowe, choć ostatnio coraz częściej stosowane są również konstrukcje trzycylindrowe. 

Poza stosunkowo prostą konstrukcją mogą one być umieszczane w komorze silnika wzdłużnie lub poprzecznie do osi pojazdu. Ich kompaktowa budowa pozwala rozmieścić wszystkie pozostałe komponenty – takie jak akumulator czy elementy układu chłodzenia – na stosunkowo niewielkiej przestrzeni.

W przeszłości dużą popularnością cieszyły się rzędowe „szóstki”, odznaczające się bardzo wysoką kulturą pracy i doskonałym wyważeniem nawet bez zastosowania urządzeń tłumiących wibracje. Z uwagi na te właśnie cechy niektórzy producenci samochodów z wyższej półki (BMW, Mercedes czy Range Rover) nadal stosują je w swoich samochodach. 

Pojawiły się też pięciocylindrowe jednostki, będące kompromisem pomiędzy kompaktowymi rozmiarami silnika czterocylindrowego a gładką pracą rzędowej „szóstki”. 

Choć rzędowe silniki nie mają zwykle problemów z wyważeniem i równą pracą, ich wadą jest sama konfiguracja silnika – zwiększanie średnicy cylindrów czy dodawanie kolejnych oznacza, że jednostka staje się coraz dłuższa. W porównaniu z innymi układami jest też dużo wyższa. Nadrabiają to jednak prostotą konstrukcji i relatywnie niskimi kosztami produkcji.

Klasyka gatunku

Drugim pod względem popularności sposobem ułożenia cylindrów w silniku jest układ przypominający literę V. 

W motoryzacji najczęściej występujący w konfiguracjach sześciocylindrowych i ośmiocylindrowych, choć nie brak też jednostek
o dziesięciu lub dwunastu cylindrach. 

Jednostki te są domeną głównie samochodów sportowych – amerykańskich „muscle cars” z charakterystycznym silnikiem V8 czy klasycznych samochodów sportowych, jak Lamborghini czy Ferrari. Włoskie marki stawiają jednak na wyrafinowane jednostki V12.

Zaletą tych silników jest krótsza długość przy takiej samej ilości cylindrów
i nieco niższy środek ciężkości. Dzięki temu mogą zostać zastosowane w pojazdach, w których nie ma zbyt wiele miejsca w komorze silnika. Rozdzielenie cylindrów na dwa rzędy wymusza jednak zastosowanie dwóch głowic, co komplikuje budowę takich silników i przekłada się na zwiększone koszty serwisowania. 

Na wyważenie jednostek napędowych tego typu w dużej mierze przekłada się kąt rozwarcia między rzędami cylindrów. Z reguły wynosi on 90 stopni dla silników V8 lub 60 stopni dla silników V6. Istnieje również konfiguracja o kącie rozwarcia aż 180 stopni, w której cylindry ułożone są tak samo jak w silnikach typu bokser, mimo odmiennego cyklu pracy tłoków. 

Na płasko, przy samej ziemi

Wspomniane jednostki napędowe typu bokser – lub fachowo mówiąc:
o przeciwsobnym układzie cylindrów – od pozostałych układów odróżnia przede wszystkim najniżej położony środek ciężkości. Na takich silnikach dwie potężne marki – Porsche i Subaru – zbudowały swoją tożsamość. Nie jest to jednak rozwiązanie pozbawione wad.

Silniki te są najszersze z wszystkich typów jednostek napędowych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Wymusza to na konstruktorach ich specyficzne umiejscowienie: w przypadku pojazdów marki Subaru silnik jest wysunięty przed przednią oś, natomiast
w modelach Porsche przesunięte są za tylną oś. Skutkuje to spotęgowaniem zjawisk podsterowności i nadsterowności w samochodach tych marek.

Niestandardowe bestie

Warto również wspomnieć o dwóch rzadziej spotykanych, ale nadal stosowanych układach silników: oba typy zostały spopularyzowane przez koncern Volkswagena. 

Pierwsze z nich to układ typu VR. Swoją nazwę zawdzięcza on połączeniu oznaczenia układu V i pierwszej litery niemieckiego słowa oznaczającego silnik rzędowy (Reihenmotor). Mimo że łączy on w sobie zalety obu tych rozwiązań, jest to tak właściwie silnik w układzie V o bardzo wąskim rozstawie między rzędami cylindrów (zaledwie 15 stopni). To pozwala na zastosowanie jednej głowicy, a więc zmniejsza liczbę potrzebnych do konstrukcji jednostki części ruchomych. Pierwszy na świecie silnik VR6 został użyty przez VW w modelu Corrado, a jego dopracowaną wersję stosuje się do dziś. 

Z kolei jednostki o układzie W to połączenie dwóch silników VR8 z jednym, wspólnym wałem korbowym. Powstający w ten sposób przekrój przypomina literę W – stąd nazwa tego układu. Najsłynniejszą jednostką tego typu jest produkowany od 2005 roku silnik W16 napędzający kolejne wersje supersamochodów Bugatti. Jego mniejszy wariant (o 12 cylindrach) spotkać można w niektórych bentleyach (np. Continental GT W12). 

Cuda inżynierii

Zgłębiając temat konstrukcji jednostek napędowych, można dostrzec i docenić wyzwania, z jakimi musieli zmagać się na przestrzeni lat inżynierowie całego świata.

Pozwala to również lepiej zdać sobie sprawę z faktu, jak newralgicznym punktem każdego samochodu jest silnik oraz jak istotne jest regularne dbanie o jego stan.

Przygotowane przezEksperci Q Service Castrol