V1-V16
Збільшення кількості циліндрів - спосіб підняти потужність двигуна.
На всьому протязі історії автомобілебудування інженери переслідували єдину головну мету - отримати від двигуна максимальну віддачу. Намагаючись досягти її, інженери експериментували з двигунами з різною кількістю циліндрів - від 1 до 16.
Будь-двигун характеризується експлуатаційними властивостями. Повний обсяг циліндра дорівнює сумі робочого об'єму та об'єму камери згоряння, а робочий об'єм двигуна (літраж) складається з робочих обсягів усіх циліндрів. Перед конструкторами завжди стоїть завдання помістити двигун певної конфігурації в мінімальний обсяг підкапотного простору. Двигуни з різною кількістю циліндрів мають свої достоїнства і недоліками.
Одноциліндровий двигун внутрішнього згорання.
Одноциліндровий двигун - найпростіша конструкція з єдиним робочим циліндром. Одноциліндровий двигун повністю не збалансований, тому його хід нерівномірний. У двигунів цього типу найменше відношення площі поверхні циліндра до робочого об'єму. Це важливий параметр, так як втрати тепла під час роботи двигуна мінімальні, а значить, ККД у одноциліндрового двигуна найвищий.
Недолік конструкції - у великому напруженні деталей кривошипно-шатунного механізму в порівнянні з багатоциліндровими двигунами. Вони працюють по двотактному циклу, в якому робочі ходи відбуваються вдвічі частіше. На ділі це означає, що двигун працює на дуже високих оборотах, і деталі відчувають колосальні навантаження. Крім того, можливості по збільшенню обсягу єдиного поршня обмежені порогом виникнення детонації, а значить, підвищувати обсяг можна лише до певної межі. Через це їх якості застосування одноциліндрових двигунів в важких чотириколісних транспортних засобах недоцільно. Найчастіше їх використовують в якості силової установки легких мотоциклів або мопедів. З чотириколісних засобів пересування такі двигуни ставились тільки на мотоколяски для інвалідів.
Рядний двоциліндровий двигун.
У цій конфігурації два циліндра розташовані в ряд і обертають загальний колінчастий вал.
Так само, як і одноциліндровий, рядний двоциліндровий двигун не збалансований і не забезпечує плавності ходу (при роботі по чотиритактному циклу). Чотиритактні двоциліндрові двигуни неодноразово встановлювалися в компактні автомобілі на зразок Daihatsu Mira. Для вирішення питання з вібрацією в конструкції двигуна застосовуються балансувальні вали.
Двотактні двоциліндрові двигуни знайшли дуже широке застосування, так як працюють без вібрації. Їх дуже часто можна бачити в конструкції мотоциклів. У минулому, коли про економію палива конструкторам замислюватися всерйоз не доводилося, нерідко можна було бачити двоциліндрові двигуни досить великого обсягу.
Рядний трициліндровий двигун.
У цій конфігурації три циліндри розташовані в ряд, поршні обертають один загальний колінчастий вал.
Трициліндровий двигун не збалансований як в чотиритактному, так і в двотактному варіанті. Його відносна поширеність пояснюється простотою в виробництві. У чотиритактному варіанті двигун працює не плавно, тому потрібне застосування балансування вала. Використовується на автомобілях з невеликим робочим об'ємом, таких як Opel Corsa або Pajero Mini, нерідко в поєднанні з турбіною для збільшення потужності. балансування (заспокійливий) вал, який обертається зі швидкістю клонували, але в зворотну сторону і компенсує момент 1-го порядку.
Рядний чотирициліндровий двигун.
Найбільш поширена в наш час конфігурація двигуна з рядним розташуванням чотирьох циліндрів. Площина розташування циліндрів може бути строго вертикальної або перебувати під кутом, як у деяких двигунів Volkswagen.
Чотиритактні двигуни L4 не збалансовані, але, так само як і трьохциліндровий, прості у виробництві. Сучасні рядні чотирициліндрові двигуни рідко мають робочий об'єм більше 2,3 - 2,4 літра. Обмеження пов'язане зі зростанням рівня вібрацій, тому на сучасних двигунах великого обсягу часто використовуються заспокійливі вали. Застосовується на величезній кількості автомобілів різних марок і моделей.
Рядний п'ятициліндровий двигун.
У цій конфігурації двигуна внутрішнього згоряння в ряд розташовані п'ять циліндрів, поршні обертають один загальний колінчастий вал. Двигун цієї конструкції не збалансований, але при певному порядку спрацьовування циліндрів (1-2-4-5-3) проблема вібрації не виникає.
Рядні п'ятициліндрові двигуни нерідко зустрічаються в деяких моделях Audi і Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi і деяких інших. Вперше в історії легкових автомобілів п'ятициліндровий двигун з'явився на Audi 100 початку 1980-х.
Рядний шестициліндровий двигун.
У рядном шестициліндровому двигуні поршні також обертають загальний коленвал. З точки зору теорії, чотиритактний шестициліндровий двигун повністю збалансований, тому що сили інерції різних циліндрів компенсують один одного. До того ж, на відміну від рядного чотирициліндрового двигуна, сили інерції 2-го порядку також взаємно компенсуються. В результаті шестициліндрові рядні двигуни прості конструктивно і забезпечують високу плавність ходу. Знову ж таки, відповідно до теорії, взаємна компенсація всіх сил ріднить його зі схемою V12, яка представляє собою два розташованих під кутом один до одного шестициліндрових двигуна з єдиним коленвалом.
V-подібний шестициліндровий двигун.
У цьому двигуні застосована схема з двома рядами циліндрів, по три в ряд, і загальним коленвалом. Циліндри розташовані під кутом один до одного, що навіть зумовлено появу в назві літери V.
За популярністю конфігурація поступається тільки рядному чотирициліндровий двигун.
Вперше з'явився на італійській моделі Lancia Aurelia в 1950 році, проте за рахунок компактності швидко завоював популярність, особливо в період масового переходу на поперечне розташування двигуна.
V6 не збалансований, але заспокійливі вали не застосовуються - проблема вібрації вирішується дисбалансом клонували, створюваним противагами.
Рядний восьмициліндровий двигун.
У цій конфігурації в один ряд розташовані вісім циліндрів. Поршні, як і в інших рядних двигунах, обертають один колінчастий вал.
При певній налаштуванні восьмициліндровий двигун повністю збалансований. У порівнянні з рядним шестициліндровим, він робить більше робочих циклів за фіксований відрізок часу, тому під навантаженням показують більш плавний хід.
V-подібний восьмициліндровий двигун.
Рядний десятициліндровий двигун.
Двигун з рядним розташуванням десяти циліндрів. Поршні обертають загальний колінчастий вал. Десятициліндровий агрегат повністю збалансований, і робить ще більше робочих циклів в одиницю часу, ніж l8, що забезпечує ще більш виражену плавність ходу.
V-подібний дванадцятициліндровий двигун.
У цій конфігурації два ряди по шість циліндрів розташовані під кутом один до одного. Поршні обертають загальний колінчастий вал.
X-подібний дванадцятициліндровий двигун.
У цій конфігурації дванадцять циліндрів розташовані в три ряди по чотири циліндри в ряду. Поршні обертають загальний колінчастий вал.
W-подібний дванадцятициліндровий двигун.
В W-образному двигуні три ряди циліндрів розташовані рядами по чотири, під кутом один до одного. Поршні також обертають один загальний колінчастий вал.
В даний час в серійних автомобілях ці двигуни не застосовуються. У 1930 під брендом Cadillac була випущена модель V16 з шестнадцатіціліндровим двигуном об'ємом 7,3 літра потужністю 185 к.с. V16 виявився єдиним серійним легковим автомобілем з двигуном V16.
Значно пізніше, в 1987 році, двигун V16 на автомобіль сьомої серії Е32 в якості експерименту встановила компанія BMW. Робочий об'єм двигуна становив 6,76, а потужність 408 к.с. Щоб розмістити двигун під капотом, довелося перенести радіатори системи охолодження в багажник.
Під капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse встановлений двигун W16 потужністю в 1200 л. с. при 6400 об / хв. Крутний момент силової установки з 4-х блоків по 4 циліндри в кожному дорівнює 1500 Н · м в межі 3000-5000 об / хв.