Предимства и недостатъци на 10-цилиндровите двигатели

Десетцилиндровите двигатели имат някои интересни особености по отношение на инженерни решения, конструкция и мощност. Правени са опити и за направата на боксери с 10 цилиндъра, както и за W10, но най-разпространената конфигурация си остава V10.

Един от най-хубаво звучащите V10 двигатели е Lexus LFA. Ако не сте запознати с тази кола ще научите за най-невероятния, чувствен и възбуждащ звук на цилиндрите, който съществува. Lexus LFA е получил помощ от Yamaha, която произвежда мотоциклети, и от тази, която произвежда пиана. Тя се състои в настройката на звука на изпускателната система, но има нещо присъщо на V10 двигателите, което привлича.

Скот Мансел, бивш шампион по състезания EuroBoss направи задълбочено научно проучване защо V10 звучат толкова добре, особено V10 от Формула 1 с 20 000 об/мин. Той показва, че с увеличаването на броя на цилиндрите в двигателите се акцентират нови честоти. Когато двигателят достигне пети цилиндър, се получава интервал, който се запазва, докато броят на цилиндрите се удвои до 10. Хората обикновено смятат, че големите интервали звучат весело, така че V10 могат да бъдат научно доказани като удоволствие за ушите. Дори дизеловата версия, като тази в кошмарно сложния Volkswagen Touareg V10 TDI, може да звучи невероятно.

Нещо друго, което Мансел каза за V10, е вярно, а именно, че те включват много компромиси. Всеки, който някога е правил компромиси, знае, че трябва да се откажеш от нещо, за да получиш друго, а V10 прави точно това - той дава, но и взима.

Предимства на V10: Оптимален размер и вертикален баланс

V10 двигателите се намират в „златната среда“, тъй като са нито прекалено големи, нито прекалено малки. Попадайки точно между V8 и V12, тези двигатели  предлагат достатъчно предимства,. И това е причината, поради която Формула 1 премина от V12 и V8 към V10.

Нека първо ги сравним с V8. Най-очевидното е, че повече цилиндри означават по-голяма възможна мощност. Освен това V10 могат да се развърта до по високи оборити. Сравнете 5,0-литров V8 с 5,0-литров V10 и ще видите, че буталата и прътите на V10 са по-малки, което му позволява да се върти по-свободно благодарение на по-ниската възвратно-постъпателна маса на цилиндър. Макар по-високите обороти да не означават автоматично по-голяма мощност, потенциалът е налице с по-добре дишаща хардуерна част. Освен това те могат да работят много по-плавно и балансирано.

Сега за V12. V10 обикновено са по-малки и по-икономични. Но разликата в разхода на гориво е по-сложна. Повече цилиндри използват повече гориво, разбира се, но има и друг враг на ефективността - триенето. Тези два допълнителни цилиндъра се нуждаят от смазване за свързаните с тях части, включително, лагерите, буталата, клапаните, повдигачите и т.н.

Да предположим, че имате V10 и V12, и двата с диаметър 4 инча и ход 3 инча. V10 ще има работен обем 377 кубични инча, а V12 – 452, но V10 ще има по-малка възвратно-постъпателна маса и по-малка въртяща се маса, което означава, че може да се работи на по-високи обороти.

Недостатъци на V10: Нестабилност при движение

Обикновено V10 двигателите с равномерен ред на запалване използват ъгъл между цилиндрите от 72 градуса, докато тези с неравномерен ред на запалване използват 90 градуса. Въпреки това, разцепени колянови щифтове с ъгъл 18 градуса могат да направят така, че 90-градусовите V10 двигатели да имат равномерно заналване. И така, първият проблем при V10 е балансът.

Докато V10 двигателите с равномерно запалване имат добро първично и вторично балансиране, те се разклащат поради люлеещите се двойки. При 6,8-литровия мотор на Ford Triton, например, след като цилиндър шест се запали, следващият е цилиндър пет, който се намира на противоположния край на двигателя.

Отворете главата от страна на водача на този Ford V10 и ще видите масивен балансиращ вал, който се бори с тези разклащания. И докато V10 двигателите с неравномерно запалване не се нуждаят от балансиращи валове, те имат друг източник на вибрации - вечното превключване между 54- и 90-градусово запалване. Можете да се борите с грубостта на V10 двигателите с неравномерно запалване, като поставите противотежести на коляновия вал, добавите амортисьори или просто ги игнорирате и увеличите силата на музиката.

И накрая, тук е мястото, където златната среда се обръща с главата надолу. V10 са по-големи, по-сложни и по-жадни от V8, които може просто да се турбинират или хибридизират за повече мощност. Що се отнася до V12, те са по-равномерни от V10. Това е истинската причина, поради която V10 изчезнаха от леките автомобили. Автомобилните производители предпочитат просто да поставят електромотор или турбо на по-малък двигател и да получат по-добри оценки за гориво от EPA с по-малък размер, тегло и инженерна сложност.