Защо няма автомобили със 7-цилиндров двигател?

Това е един от онези въпроси, които вероятно никога не сте си помисляли да зададете, но в момента, в който го чуете, той засяда в главата ви. Автомобилните компании са произвеждали коли с 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 и 16 цилиндъра, но какво да кажем за щастливото число 7? Истината е, че седемцилиндровите двигатели са нещо много реално, въпреки че няма да намерите такъв под капака на нито един сериен автомобил. Те не се използват в колите по една основна причина - баланс.

Двигателят е място на бурна активност - бутала, бързо въртящ се метален колянов вал и помпи, циркулиращи масло и охлаждаща течност, за да поддържат работата му. Цялото това движение генерира огромни вибрации, което е мястото, където се намесва балансирането на двигателя. Тази част от инженерния и производствения процес гарантира, че за всяка сила извън оста, упражнявана върху двигателя, има съответстваща сила, която я неутрализира.

Много по-лесно е да се балансира редови двигател с четен брой цилиндри, отколкото такъв с нечетен, а V-образните могат да бъдат балансирани между двата блока цилиндри. В крайна сметка, изграждането на редови 7-цилиндров двигател би довело до ниво на сложност и неудобство, което производителите са решили, че просто не си струва усилията.

За да разберем по-добре защо 7-цилиндровият двигател не е подходящ, е добре да разгледаме други с нечетен брой цилиндри. Трицилиндровият, например, често се описва като редови шестцилиндров, разрязан наполовина. Тази конфигурация разкрива присъщ проблем, тъй като ще има моменти по време на въртенето на двигателя, когато никое от буталата не е в правилната позиция за компресия, горене или подаване на мощност.

Неподвижното тегло на асиметричния колянов вал кара двигателя да се люлее и усуква, докато работи. За да се справят с това, инженерите инсталират противоположно въртящ се балансиращ вал, което добавя сложност и тегло към двигателя. Петцилиндровите изпитват подобен дисбаланс, въпреки че допълнителните два цилиндъра добавят маса и влошават проблема.

Проблемът с балансирането е една от причините, поради които автомобилните компании не произвеждат много петцилиндрови двигатели, въпреки че можете да намерите редови такива в модели на Volvo, Audi, Fiat и Land Rover. Инженерите също трябва да вземат предвид феномен, наречен припокриване на запалването. Типичният 3-цилиндров двигател няма цилиндри, които да се запалват по време на 60 от неговите 360 градуса въртене, което води до много люлеене и вибрации. 5-цилиндровият двигател обаче има повече събития на горене, събрани във всяко завъртане на коляновия вал. Това води до 36-градусова дъга, където ходовете на газта се сливат, което значително изглажда нещата.

Нормално е да се запитаме дали добавянето на още два цилиндъра би увеличило още повече припокриването, но има и други инженерни пречки пред поставянето на редови 7-цилиндров двигател в колите. Добавянето на два цилиндъра означава да се направи колянов вал, достатъчно твърд и тежък, за да устои на огъване по време на въртене, което е скъпо и неефективно. Съществува и предизвикателство при опитите да се вгради толкова дълъг двигател в съществуващите конструкции на шасита. Казано по-просто, седемцилиндровият просто увеличава проблемите на двигателите с нестандартни цилиндри до степен, че всякакви инженерни решения стават твърде тромави за кола. Доказано е, че за повечето производители на автомобили е много по-лесно да създават V-образни двигатели.

Разбира се, седемцилиндрови двигатели съществуват, но те са ограничени до тежки промишлени приложения, като селскостопанска техника и двигатели за големи лодки. Например, компанията AGCO Power произвежда 9,8-литров редови седемцилиндров дизелов двигател за трактори и комбайни. Този звяр е създаден да работи при ниски скорости, но може да произведе над 489 конски сили и над 1900 Нм въртящ момент. Ключов фактор е, че тези индустриални двигатели работят при постоянни и относително ниски обороти в минута.

Това прави балансирането много по-лесно за инженерите, тъй като не е нужно да отчитат внезапното ускорение и забавяне, през което преминава автомобилният двигател. По-старите самолети също често използваха радиални двигатели с нечетен брой цилиндри - 5, 7 или 9. В този формат цилиндрите са разположени в кръг, което позволява на една голяма противотежест да поддържа целия възел балансиран, докато двигателят работи. Има обаче много недостатъци на радиалните двигатели, които правят този формат непрактичен за автомобили.