Warum sind V4-Motoren nie gestartet?


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Ich habe gelesen, dass Ford Taunus(nicht zu verwechseln mit Taurus, es war ein kleines Modell für den deutschen Markt) früher mit einem V4-Motor hergestellt wurde, aber das war es auch schon. Wie kommt es, dass V4 in der modernen Automobiltechnik nie mehr zum Einsatz kommt?


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Es ist in der Motorradwelt ... Honda hat mit diesem Motor Wunder vollbracht. Es hat wahrscheinlich mit dem Gedanken an die Drehmomentabgabe zu tun. Ich würde wetten, dass Ihre Drehmomentkurve bei einem I-4-Motor gegenüber einem V4-Motor viel besser ist. Nur ein Gedanke ...
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

Warum ist das beim V6 nicht der Fall?
Amphibient

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Ein I-6-Motor erzeugt von Natur aus mehr Drehmoment als ein V-6, aber Größenbeschränkungen beim I-6 sind ein Problem. Vor der Kraftstoffeinspritzung hatte der I-6-Motor auch ein Problem mit dem Kraftstoffmangel in den Endzylindern. Außerdem haben die meisten V-6-Motoren zwei Stangen pro Kurbelzapfen, wodurch die Produktionskosten und das Hubgewicht gesenkt werden.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

Nur ein Gedanke: Könnte der V4 ursprünglich als verkürzte Ableitung eines V8 gebaut worden sein? Auf die gleiche Weise schlagen einige moderne Hersteller sowohl V6- als auch V8-Motoren vor, beginnend mit einem einzigen Design?
Alan Ward

Wenn Sie einen 180-Grad- / "flachen 4" -Motor in Betracht ziehen, sind sie buchstäblich
gestartet

Antworten:


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Einer der einflussreichsten Gründe, warum der V4 nicht gestartet ist, ist der ROI (Return on Investment). Der Grund, warum wir die V-Konfiguration haben, ist, Platz zu sparen. Hochleistungsautos haben eine V-Konfiguration, da sie mehr als 6 bis 8 Zylinder haben und eine gerade Konfiguration viel Platz verbraucht, so dass der V.

  • In der V4 ist dieser Vorteil nicht vorhanden, da der Größenunterschied sehr gering ist.
  • Die Herstellung der V4-Konfiguration ist teurer. Sie benötigen 2 Zylinderblöcke usw.
  • Inline-Zylinder sind viel, viel raffinierter als V-Motoren, und da die meisten 4-Zylinder-Autos Alltagsautos für Familien sind, stehen Verfeinerungen ganz oben auf der Anforderung.
  • V4-Motoren sind schwieriger zu warten, da sie komplexe Aufbauten aufweisen und für Komponenten schwerer zu erreichen sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass kein sehr komplexer V4-Motor erforderlich ist, wenn ein Inline 4 die Arbeit bei geringeren Kosten und höherer Verfeinerung viel besser erledigen kann.

Trotzdem haben Hondas die V4s in ihrer VFR-Reihe mit großem Erfolg eingesetzt.

Bearbeiten: Lancia verwendete V4s auf dem Fulvia, auf dem die Stratos basieren, mit großem Erfolg bei der Rallye.


Der V4 im Fuliva verwendet einen einzelnen Zylinderkopf, ähnlich wie die späteren Volkswagen VR6 und V [r] 5.
Steve Matthews

@SteveMatthews Ich glaube, der Fulvia hat die VR-Serie von VW
Shobin P

Saab machte auch einen V4.
kmarsh

Die Aussagen in diesem Kommentar machen wenig Sinn, zum Beispiel werden viele V-Motoren mit einem Einzylinder-Guss für beide Bänke gegossen. Es ist nicht erforderlich, mehrere Gussteile für die Zylinder zu verwenden.
Eric Urban

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tl; dr: Sie haben es getan. Sie heißen Subarus.

Zum Abschluss sollten Sie sich daran erinnern, dass Subaru mit dem 180-Grad-V4 (normalerweise als Flat-4 bezeichnet) große Erfolge erzielt hat. Durch die Verwendung eines flachen Motors werden viele Auswuchtprobleme vermieden, mit denen engere V-Konfigurationen konfrontiert sind: Die Kolben sind entgegengesetzt und die Kurbelwelle kann etwas kürzer sein als bei einem Inline-4. Sie ermöglichen auch einen viel niedrigeren Schwerpunkt.

Es gibt einen Platzkompromiss: Die Motoren sind in Längsrichtung kürzer, aber viel breiter als Reihenmotoren.

Es gibt auch einen Kompromiss hinsichtlich des Installationskomforts: Der flache niedrige Motor ermöglicht eine viel einfachere Verlegung der Einlassleitungen (da über dem Motor mehr Platz zum Arbeiten vorhanden ist), aber die Auslassseite erfordert zwei lange Verteiler. Diese Abgasführung kann auch die Installation von Turboladern erschweren. Zum Beispiel benötigt mein Motor ein Aufwärtsrohr, um die Abgasenergie von den verbundenen Abgaskrümmern zur Turbinenseite des Turbos nach oben zu leiten. Dies ist eine Menge Rohrleitungen, die in einem Inline-4 im Allgemeinen nicht benötigt werden.

Infolgedessen ist die Auspuffnote des turbogeladenen Flat-4 unverwechselbar (es klingt so, als würden Sie eher "badda badda badda" als einen gleichmäßigen Ton sagen). Jeder Subaru-Fahrer erkennt Sie als Familienmitglied, ohne auch nur einen Blick darauf zu werfen.


Was sind die Vorteile einer kürzeren Kurbelwelle?
Amphibient

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redest du über Boxer?
Shobin P

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Ich bin mir nicht sicher, ob eine flache Vier einem 180-Grad-V4 gleichgesetzt werden kann. Die Kurbelwelle eines V4 hat tendenziell die Kolben 1 und 3 (der erste Zylinder jeder Bank) an derselben Position wie die Kolben 2 und 4. Bei einer flachen Vier (Subaru, VW) befinden sich die Kolben 1 und 3 an entgegengesetzten Positionen. ebenso wie 2 und 4. Eine flache Kurbelwelle mit vier Kurbeln ähnelt einer 4-Inline-Welle, ist jedoch entlang der Wellenachse stärker zusammengedrückt.
Alan Ward

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@ALANWARD Ihr Punkt wurde in Pauls Frage hier angesprochen : mechanik.stackexchange.com/q/17318/57
Bob Cross

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@ BobCross Schön, danke, dass du darauf hingewiesen hast.
Alan Ward

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Neben den Gründen, die Anarach erwähnt, ist einer der Hauptgründe, warum der V4 nicht gestartet ist, von Natur aus, dass der V4 bei 60 ° ein rau laufender Motor ist, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen (Leerlauf und Leerlauf). Es ist sehr schwer zu balancieren. Die V6- und V8-Motoren sind viel einfacher zu balancieren, insbesondere wenn man bedenkt, dass es sich bei den meisten dieser Motoren um 90 ° V-Motoren handelt. Motoren mit V4 bei 90 ° sind viel einfacher zu balancieren, es fehlen jedoch Platzüberlegungen. Wenn ein Motor rau läuft, ist er nicht nur für sich selbst, sondern auch für jede andere Komponente eines Fahrzeugs schwierig. Es bietet auch keinen Komfort für Fahrer und Beifahrer.

Bei Anordnungen mit Quermotor (die meisten Fahrzeuge mit Vorderradantrieb) hätte ein V4 tatsächlich Probleme mit der Ausstattung, die Sie mit einem I4-Motor nicht haben. Mit einer V4-Konfiguration würde es leicht von Seite zu Seite passen, aber Probleme von vorne nach hinten haben, die mehr Platz erfordern würden, um dies zu erreichen. Dies würde den Zweck zunichte machen. Eine I4-Konfiguration erledigt den Job einwandfrei.


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Eigentlich wollte ich das erklären, dachte aber, der Beitrag wäre zu lang :-) Stattdessen habe ich das Wort Verfeinerung verwendet ... Wie immer danke, dass du den Tag
gerettet

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@ Anarach ... Den Tag retten? Wahrscheinlich nicht, lol! Ihre Antwort war sehr nachdenklich. Haben Sie keine Angst vor Antworten mit längeren Posts, wenn Sie glauben, dass dies die Frage besser beantworten wird ... Sie sollten einige meiner Diatribes sehen!
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

Hmmm ... Ich liebe Abstimmungen ohne Erklärungen, besonders wenn das, was ich gesagt habe, richtig ist. Wenn Sie ein Problem mit etwas haben, das ich geschrieben habe, können Sie es gerne widerlegen.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

Dies ist die einzige Antwort, die den Kern der Angelegenheit anspricht und die OP-Frage direkt beantwortet. V4s sind furchtbar schwer zu balancieren, und die Ford-Iterationen (Essex und Köln) sind perfekte Beispiele für V4-Motoren, die so stark vibrierten, dass sie Zuverlässigkeitsprobleme verursachten. [ Köln braucht einen Umlaut. Ich bin nicht so schlau ...]
SteveRacer

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V4-Motoren sind komplexer und daher teurer in der Herstellung. Beachten Sie, dass 4-Zylinder-Motoren normalerweise (aber nicht ausschließlich) in Fahrzeugen mit niedrigeren Spezifikationen eingebaut werden, bei denen der Preis eine Rolle spielt. Ein 16-Ventil-V4 würde vier Nockenwellen, mehr Motorraum und weniger Drehmoment als ein gleichwertiger Reihen 4 erfordern.

Der einzige Grund, warum 6-Zylinder-Motoren und höher in einer V-Konfiguration sind, sind Größenbeschränkungen. Ein V6 ist viel kürzer als ein I-6. Dies bedeutet auch, dass Sie den V6 problemlos in ein Fahrzeug mit Frontantrieb einbauen können, ohne ihn breiter machen zu müssen.

Obwohl es immer noch Autos mit Inline-6-Motoren gibt. Vor allem die BMW 135i, 135iM, 335i und M3 (ich denke, sie sind immer noch I-6).


Die 3,0-Liter-Motoren M3 und M4 sind Reihensechszylinder - nur ein V8-Modell des Vorgängermodells (E92).
Alan Ward

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I4s benötigen Ausgleichswellen, um sie auf dem modernen Markt für NVH akzeptabel zu machen, damit sie alle jetzt haben. Die zusätzliche Komplexität und der Power Robbing waren die Kompromisse aller Autohersteller auf der Welt wert. I4 in Autos sind unweigerlich unter dem Quadrat, um die Länge niedrig zu halten, große Bohrungen = mehr Länge, was dazu neigt, die rote Linie und letztendlich die Leistung zu begrenzen, aber die Tatsache ist, dass Motoren mit hohen Drehzahlen nicht mit Massenmarktautos kompatibel sind. Während in der Vergangenheit, in den letzten zwei Jahrzehnten, ein Hersteller einen Kurzhub-V4 hätte einsetzen und ihn als Leistungsdesign verkaufen können, das keiner tat. Jetzt mit der Allgegenwart von Turbos für MPG-Effizienz und Leistung. Eine hohe Drehzahl ist für eine hohe Leistung nicht erforderlich, daher wurde das Fenster der V4 in geschlossenen Autos jetzt verriegelt.

Hinweis: Die meisten wissen es nicht, aber Honda MotoGP-Motorräder verwenden einen V4, ebenso wie Ducati natürlich. Dies spricht für Ultrahochleistungsaspekte von V4 gegenüber I4.


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Nur eine Korrektur, ein 90-Grad-V4 ist verfeinert als ein Inline 4. Er hat eine perfekte Primärbalance. Und obwohl ich der Meinung bin, dass ein Quer-V4 nicht viel Sinn macht, tut ein Längs-V4 dies sicherlich, da er die Vorderachse weniger belastet.

Obwohl die Kosten sicherlich mehr als ein I4 sind, bin ich überrascht, dass Luxushersteller mit RWD-Plattformen, die V8s dazu bringen, diese nicht verwenden. Sie wären geschmeidiger (luxuriös), sie müssen den V8 meistens nur halbieren, damit die Kosten nicht so schlecht sind und die Gewichtsbalance besser ist.


Haben Sie Zitate, die "V4 Perfect Primary Balance" zeigen? Dem stimme ich nicht zu. Das genaue Gegenteil ist der Fall. Obwohl die Essex und Köln Ford V4 (die vom OP erwähnt wurden) recht erfolgreich und in Massenproduktion hergestellt wurden, hatten sie jeweils eine Ausgleichswelle, um ein buchstäbliches Auseinanderbrechen zu verhindern. Nicht ganz effektiv; Sie taten es trotzdem und hatten schreckliche Zuverlässigkeitsprobleme.
SteveRacer

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Der 90-Grad-V4 mit den richtigen Gegengewichten hat eine primäre Balance. Es sind effektiv zwei 90-Grad-Vtwin-Motoren, die an eine gemeinsame Kurbel angeschlossen sind. Der 60-Grad-V4 ist kein laufruhiger Motor und benötigt eine Ausgleichswelle.

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