Silnik rzędowy czy silnik widlasty – jakie są zalety i wady obu rozwiązań?

Ekspert

EKSPERT TEAM TOTAL

Rozmieszczenie cylindrów w silniku jest kluczowym zagadnieniem, które determinuje zarówno jego konstrukcję, jak i pracę. Stosowane obecnie jednostki napędowe mają zarówno mocne, jak i słabe strony, czy możliwe jest zatem wybranie najlepszej z nich?

Jednostka napędowa to podstawa

Rozwój technologiczny na przestrzeni lat zaprocentował wynalezieniem różnorodnych rozwiązań, które stosowane są także w motoryzacji. Służą one przede wszystkim zapewnieniu większego bezpieczeństwa uczestnikom ruchu drogowego, poprawie komfortu jazdy czy zmniejszeniu emisji zanieczyszczeń wytwarzanych podczas procesu spalania.

Sercem samochodu i najbardziej skomplikowanym urządzeniem jest silnik, który to może mieć różnorodną budowę. Właśnie dlatego, do remontu tego elementu powinno się zatrudniać jedynie najlepszych fachowców. Wyjątkowymi rozwiązaniami z zakresu jednostek napędowych są dwa rodzaje motoru: silnik rzędowy i silnik widlasty.

Czym jest silnik rzędowy?

Tę jednostkę napędową określa się w ten sposób nie bez przyczyny. Powodem jest po prostu ustawienie cylindrów względem siebie, które położone są w jednym rzędzie. Ze względu na sposób budowy, motor tego rodzaju zwykle nie posiada zbyt dużej ich liczby, gdyż wywołałoby to nazbyt złożoną konstrukcję, która byłaby zwyczajnie bardzo długa. Warto zwrócić uwagę na to, iż cylindry mogą być ustawione zarówno poziomo, jak i pionowo oraz ukośnie.

Silniki rzędowe opisuje się skrótem Rx, gdzie pod znakiem x należy umieścić liczbę cylindrów. Najczęściej stosuje się silniki R4 o pojemności do 2 litrów, które nie dość, że mieszczą się pod maską większości samochodów osobowych, to jeszcze gwarantują całkiem przyzwoite osiągi.

Silnik o oznaczeniu R2 stosowało się dawniej w Fiacie 126p, teraz jest już jednak bardzo rzadko spotykany. Nieco częściej na drogach pojawiają się pojazdy z R4, wśród których znajduje się zarówno klasyczna Syrena, jak i np. Daewoo Tico. R5 i R6 natomiast montuje się raczej w autach z nieco wyższej półki, jak chociażby Volvo, Lancia czy BMW.

Czym jest silnik widlasty?

Zasadniczo, można go określić nawet jako pewnego rodzaju typ silnika rzędowego. Główna różnica konstrukcyjna polega jednak na tym, iż silnik widlasty posiada cylindry ustawione w dwóch rzędach tak, że znajdują się one względem siebie pod pewnym ustalonym kątem, np. 90 stopni. Istotną informacją jest to, że zadaniem obu rzędów cylindrów jest napędzanie jednego, wspólnego wału korbowego. Spotyka się również specyficzną odmianę tego rodzaju silników, gdzie kąt ustawienia cylindrów względem siebie wynosi 180 stopni.

Widlaste jednostki napędowe oznacza się w sposób analogiczny do tego, jak ma to miejsce przy silnikach rzędowych, lecz zamiast symbolu R używa się literki V. V2 i V4. Silniki o najmniejszej liczbie cylindrów, są dziś wykorzystywane niemal wyłącznie w przypadku motocykli. W przypadku samochodów osobowych, najczęściej wykorzystuje się konstrukcję V6, która łączy w sobie sprawne osiągi, dobrą pracę i umiarkowane spalanie. Wersja V8 montowana jest głównie w autach produkowanych w Stanach Zjednoczonych, V10 i V12 spotyka się w samochodach z najwyższej półki, jak np. Mercedes-Benz, BMW, Audi, Aston Martin, Lamborghini czy Dodge Viper.

Mocne i słabe strony obu rozwiązań

Zarówno wadą, jak i zaletą silników widlastych, jest ich budowa. Z jednej strony jest ona bardziej złożona aniżeli budowa silników rzędowych, posiadają bowiem m.in. dwie głowice. Co więcej, dwa zestawy cylindrów w odległych względem siebie głowicach potrzebują odpowiednio zaprojektowanego rozrządu, potrzeba zatem więcej mocy do uruchomienia i podtrzymania jednostki napędowej. Jednocześnie, posiadają one mniejszą sprawność całkowitą.

Dużo zależy także od kąta ustawienia cylindrów, np. w przypadku V6 z cylindrami położonymi pod kątem 90 stopni konieczny jest dodatkowy wałek, który zrównoważy pracę całego układu. Jeżeli kąt ten zostanie zmniejszony do 60 stopni, nie potrzeba dodatkowych przyrządów. Widlaki są jednak krótsze i posiadają bardziej zwartą konstrukcję, co również wpływa na całość ich rozmiarów.

Silniki rzędowe są natomiast prostsze w obsłudze (często także w naprawie), sama ich konstrukcja jest prostsza. Obecnie stosuje się coraz lżejsze materiały, często wykorzystywane dawniej żeliwo zastępuje się różnorodnymi stopami aluminium oraz krzemu. Podejmowane są próby zmniejszenia rozmiarów (konkretnie długości) takich jednostek napędowych, poprzez minimalizację odstępów między poszczególnymi cylindrami.

Bardzo wrażliwym elementem jest głowica, o którą należy szczególnie dbać w czasie eksploatacji oraz napraw. Kluczowymi czynnikami są: płaska powierzchnia elementu, używanie odpowiednich uszczelek pod głowicą oraz bezwzględne przestrzeganie momentów i kolejności dokręcania poszczególnych nakrętek.

Na koniec warto wspomnieć o czymś, co zainteresuje miłośników dynamicznej i sportowej jazdy. Do tych celów zdecydowanie bardziej polecane są silniki widłowe, które pozwalają na osiąganie znacznie większych pojemności skokowych oraz większej całkowitej mocy jednostki napędowej.