Многоцилиндровые двигатели, как уже отмечалось в предыдущей статье, представляют собой конструкцию, объединяющую в единое целое несколько одноцилиндровых двигателей с одним общим коленчатым валом.
При этом количество рабочих ходов за два полных оборота коленчатого вала (720˚) в таком двигателе, при работе по четырехтактному циклу, будет равно количеству цилиндров. 
В каждом цилиндре протекают одинаковые рабочие процессы, но не одновременно. Для того, чтобы представить работу многоцилиндрового двигателя, необходимо знать порядок чередования одноименных тактов по цилиндрам и интервалы одноименных тактов в различных цилиндрах. Эти интервалы определяют в углах поворота коленчатого вала, принимая за начало отсчета нахождение поршня в верхней мертвой точке (ВМТ).
Наиболее равномерная работа многоцилиндрового двигателя имеет место при чередовании тактов расширения в цилиндрах через равные промежутки времени, т. е. через равные углы поворота коленчатого вала.
У четырехтактного однорядного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала (720˚), поэтому при однорядном расположении цилиндров угол поворота коленчатого вала между одноименными тактами в разных цилиндрах должен составлять 720˚/i, где i – число цилиндров двигателя.
Для уменьшения локальной нагрузки на коленчатый вал выбирают такой порядок работы цилиндров, чтобы такты расширения (рабочего хода) не протекали одновременно в смежных цилиндрах. Кроме того, при чередовании тактов рабочего хода в удаленных друг от друга цилиндрах способствует более эффективному и равномерному охлаждению двигателя.
Очевидно, что у четырехтактного четырехцилиндрового однорядного двигателя одноименные такты должны следовать через 180˚ угла поворота коленчатого вала. Следовательно, и шатунные шейки коленчатого вала должны быть расположены под углом 180˚, т. е. лежать в одной плоскости.
При этом шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону относительно оси коленчатого вала, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров – в противоположную сторону. Это обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах двигателя.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя в течение его рабочего цикла называется порядком работы цилиндров двигателя.
Для четырехцилиндрового рядного двигателя возможны два варианта чередования тактов в цилиндрах: 1-2-4-3 и 1-3-4-2 (нумерация цилиндров ведется от передней части двигателя по ходу автомобиля или, в случае с поперечным расположением двигателя, со стороны, противоположной маховику). С точки зрения описанных выше требований оба порядка работы цилиндров равноценны, поэтому применяются в разных двигателях, устанавливаемых на автомобилях.
Так, например, на автомобильных двигателях, используемых Горьковским автомобильным заводом (ГАЗ-3102, ГАЗ-2410 т. п.) обычно используют последовательность работы цилиндров 1-2-4-3, а на двигателях автомобилей ВАЗ и Москвич – 1-3-4-2.
- Работа четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 подробно описана в Таблице 1.
- Таблица 1. Работа однорядного четырехцилиндрового двигателя
| Оборот коленчатого вала | Угол поворота коленчатого вала, град | Цилиндры | |||
| первый | второй | третий | четвертый | ||
| Первый оборот | 0 — 180 | Рабочий ход | Выпуск | Сжатие | Впуск |
| 180 — 360 | Выпуск | Впуск | Рабочий ход | Сжатие | |
| Второй оборот | 360 — 540 | Впуск | Сжатие | Выпуск | Рабочий ход |
| 540 — 720 | Сжатие | Рабочий ход | Впуск | Выпуск |
***
Работа шестицилиндрового рядного двигателя
В однорядном четырехтактном шестицилиндровом двигателе одноименные такты следуют через 120˚ угла поворота коленчатого вала, следовательно, шатунные шейки располагаются под таким же углом друг к другу, причем оси шеек 1 и 6, 2 и 5, 3 и 4 совпадают. Возможны четыре варианта работы такого двигателя. На отечественных автомобильных двигателях, как правило, используют порядок работы 1-5-3-6-2-4 (например, двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД, ГАЗ-52-04).
Коленчатый вал шестицилиндрового двигателя, как и четырехцилиндрового, симметричен, поэтому силы инерции масс, движущихся возвратно-поступательно, взаимно уравновешены. Работа однорядного шестицилиндрового четырехтактного двигателя подробно описана в Таблице 2.
Таблица 2. Работа однорядного шестицилиндрового двигателя
| Оборот коленчатого вала | Угол поворота коленчатого вала, ˚ | Цилиндры | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| Первый оборот | 0 — 60 | Рабочий ход | Выпуск | Впуск | Рабочий ход | Сжатие | Впуск |
| 60 – 120 | Сжатие | Выпуск | |||||
| 120 – 180 | Впуск | Рабочий ход | |||||
| 180 – 240 | Выпуск | Сжатие | |||||
| 240 – 300 | Рабочий ход | Впуск | |||||
| 300 – 360 | Сжатие | Выпуск | |||||
| Второй оборот | 360 – 420 | Впуск | Рабочий ход | ||||
| 420 – 480 | Выпуск | Сжатие | |||||
| 480 – 540 | Рабочий ход | Впуск | |||||
| 540 – 600 | Сжатие | Выпуск | |||||
| 600 — 660 | Впуск | Рабочий ход | |||||
| 660 — 720 | Выпуск | Сжатие |
***
Работа шестицилиндрового V-образного двигателя
На равномерность чередования вспышек в цилиндрах многорядного двигателя, кроме угла между кривошипами коленчатого вала, влияет и угол γ между рядами цилиндров.
Для получения оптимальной равномерности хода n-рядного двигатели этот угол должен быть в n раз меньше угла между кривошипами коленчатого вала, т. е. должно соблюдаться условие: γ = φ/n, где φ – угол между кривошипами коленчатого вала.
Тогда угловой интервал между одноименными тактами в цилиндрах четырехтактного двигателя можно определить по формуле:
- αТ = 720˚/ni,
- а для двухтактного двигателя:
- αТ = 360˚/ni.
У шестицилиндрового V-образного двигателя (ЯМЗ-236, ЯМЗ-КАЗ-642) угол развала составляет 90˚ (рис. 3). Но это – не единственное возможное расположение цилиндров — допустимы и другие варианты углов развала.
Коленчатый вал имеет три шатунные шейки, расположенные под углом 120˚ относительно друг друга. На каждой шейке крепятся два шатуна: на первой – шатуны первого и четвертого цилиндров, на второй – второго и пятого, на третьей – третьего и шестого цилиндров.
Кривошипно-шатунные механизмы четырехтактных V-образных двигателей и схемы их работы показаны на Рисунке 3.
Порядок работы цилиндров такого двигателя – 1-4-2-5-3-6. В данных двигателях невозможно добиться равномерного чередования тактов в цилиндрах. Они проходят через 90 и 150˚.
Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в четвертом он начинается через 90˚, во втором – через 150˚, в пятом – через 90˚, в шестом – через 150˚, что является существенным недостатком данного конструкторского решения по расположению цилиндров в шестицилиндровом двигателе.
Для уменьшения вибраций, вызванных неравномерностью работы двигателя, приходится применять массивные маховики с большим моментом инерции (на 60…70 % больше, чем в однорядном двигателе).
***
Работа восьмицилиндрового V-образного двигателя
Угол развала (угол между рядами цилиндров) в таких двигателях обычно принимают равным 90˚.
Так как одноименные такты в цилиндрах начинаются через 90˚ угла поворота коленчатого вала, то и шатунные шейки тоже располагаются под углом 90˚, т. е. крестообразно.
На первой шейке крепятся шатуны первого и пятого цилиндров, на второй – второго и шестого, на третьей – третьего и седьмого, на четвертой – четвертого и восьмого цилиндров (рис. 3).
Такая конструкция обеспечивает чередование одноименных тактов через каждые 90˚ угла поворота коленчатого вала, что способствует его равномерному вращению. Порядок работы восьмицилиндрового двигателя – 1-5-4-2-6-3-7-8.
Для наглядности ниже приведена схема, на которой стрелками отображен порядок работы цилиндров (последовательность вспышек) в V-образных двигателях.
***
Применение оппозитных двигателей на автомобилях
Главная страница
Дистанционное образование
- Группа ТО-81
- Группа М-81
- Группа ТО-71
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты
Большая Рнциклопедия Нефти Рё Газа
Cтраница 1
Многоцилиндровые двигатели имеют еще преимущество перед одноцилиндровыми в том, что применение нескольких цилиндров малого диаметра вместо одного большого благодаря уменьшению движущихся масс кривошипно-шатунного механизма позволяет повысить число оборотов двигателя, а следовательно, и его мощность. [1]
Многоцилиндровые двигатели обычно бывают СЃ двухрядным расположением цилиндров — РїРѕСЂРѕРІРЅСѓ РІ каждом СЂСЏРґСѓ.
Чтобы упростить формулу для определения эффективной мощности двигателя парциальным методом, величину п целесообразно принять равной половине числа цилиндров двигателя. [2]
Многоцилиндровые двигатели преимущественно применяются на тракторах, автомобилях, комбайнах, а также как стационарные двигатели. [3]
Многорядные многоцилиндровые двигатели СЃ V-образным, РҐ — образ-ным, Рќ — образным или звездообразным расположением цилиндров, выполненные РїРѕ схемам Рђ, Р‘ Рё Р’, СЃ общим картером, РЅРѕ СЃ отдельной для каждого-цилиндра кривошипной камерой, используемой РІ качестве продувочного насоса, Рё отдельным коленчатым валом. Р’СЃРµ коленчатые валы связаны между СЃРѕР±РѕР№ РїСЂРё помощи специальных устройств. [4]
 |
Дисковый воздухораспределитель. [5] |
Пуск многоцилиндровых двигателей или газомоторных компрессоров, у которых пусковые клапаны установлены на всех крышках цилиндров, осуществляется с любого положения кривошипов коленчатого вала: как бы ни были расположены кривошипы коленчатого вала один из поршней будет находиться за в. При этом сжатый воздух приводит в движение поршень, а следовательно, и коленчатый вал и связанный с ним распределительный валик. [6]
- Цилиндры многоцилиндрового двигателя должны быть так расположены и сгруппированы, чтобы собранный двигатель имел возможно большую жесткость и как можно меньшие габаритные размеры. [7]
- Насос многоцилиндрового двигателя должен обеспечивать: а) равномерную подачу топлива во все цилиндры; б) одинаковый для всех цилиндров угол опережения подачи топлива и в) одинаковую длительность впрыска. [8]
- Для многоцилиндровых двигателей ( 1Р¦ — 8 — Рі — 12) эти формулы дают несколько преувеличенные результаты, Рё мощность стартера может быть уменьшена. [9]
- У многоцилиндровых двигателей, отличающихся высокой равномерностью работы, маховики делают небольшого размера и веса по сравнению с двигателями с малым числом цилиндров. [10]
Цилиндры многоцилиндровых двигателей отливают РёР· серого чугуна или алюминиевого сплава РІ РІРёРґРµ целой детали — блока цилиндров. Как РѕРґРЅРѕ целое СЃ блоком цилиндров отливают верхнюю часть картера двигателя. [11]
У многоцилиндровых двигателей все цилиндры объединены и отлиты вместе в виде так называемого блока цилиндров. В этом случае крышка цилиндров является также общей и называется головкой блока. [12]
 |
Устройство блок-картера. [13] |
У многоцилиндровых двигателей с водяным охлаждением основной частью остова является корпус, объединяющий в общий блок все цилиндры.
Он называется блоком цилиндров или блок-картером.
Конструкция блок-картера должна обладать прочностью, жесткостью, удобством монтажа механизмов и приборов, расположенных внутри или снаружи блока.
Все эти требования обеспечиваются в большей или меньшей степени его коробчатой формой, наличием ребер, люков, а также применением в качестве материала для его изготовления различных чугунов. [14]
Для многоцилиндровых двигателей, поскольку их кривошипно-шат унные механизмы жестко связаны между собой общим коленчатым валом и картером, кроме знания законов газовых сил и сил инерции каждого кривошипно-шатун-ного механизма, необходимо знать, какое влияние они оказывают друг на друга при совместной работе с учетом расположения кривошипов на коленчатом валу и порядка работы цилиндров. Установлено также, что в многоцилиндровых двигателях газовые и инерционные силы одновременно с созданием активного и равного ему по величине реактивного моментов создают нежелательные, дополнительно нагружающие коленчатый вал, изгибающие и скручивающие моменты. [15]
Страницы: 1 2 3 4
Работа многоцилиндрового двигателя
Контрольные вопросы
1. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания.
2. Основные механизмы двигателя, системы и их назначение.
3. Основные определения, принятые для двигателей.
- РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ
- Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд изменений состояния рабочего тела (газа).
- Рабочий цикл двигателя – комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), в результате которых энергия топлива преобразуется в механическую работу.
Такт – часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т. е. условно принимаем, что такт происходит за один ход поршня.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня или за два оборота коленчатого вала, называют четырехтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала, считают двухтактными.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля.В отличие от карбюраторного двигателя вцилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.
Такт впуска.Поршень5 (рис.6.2,а)движется от в.м.т.к н.м.т.,впускной клапан1открыт, в цилиндр 4 поступает воздух. Давление в конце такта 0,08…0,09 МПа, температура воздуха 320…340 К.
Такт сжатия. Оба клапана закрыты.Поршень5движется от н.м.т.к в.м.т. (рис.6.2 б), сжимая воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…18) давление воздуха в конце этого такта достигает 3,5…4,0 МПа, а температура (750…
950 К) превышает температуру самовоспламенения топлива. При положении поршня, близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку 2 начинается впрыскивание жидкого топлива, подаваемого насосом 6 высокого давления.
Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.
Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает. Давление газов достигает 5,5…9,0 МПа, температура – 1900…2400 К.
Такт расширения. Оба клапана закрыты.Поршень5под давлением расширяющихсягазов движется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 6.2, в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива. К концу такта расширения давление газов уменьшается до
0,2…0,3 МПа, температура – до 900…1200 К.
Такт выпуска. Выпускной клапан3открывается.Поршень5движется от н.м.т.кв.м.т. (рис. 6.2, г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов 0,11…0,12 МПа, температура 650…900 К.
Далее рабочий цикл повторяется.
В течение рабочего цикла описанных двигателей только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит во вращательное движение коленчатый вал.
При выполнении остальных тактов – выпуска, впуска и сжатия – поршень нужно перемещать, вращая коленчатый вал. Это подготовительные такты, которые осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте расширения.
Маховик, обладающий значительной массой, крепят на конце коленчатого вала.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение рабочего цикла двигателя.
2. Поясните рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя.
3. Поясните рабочий цикл четырехтактного дизеля.
ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И МЕХАНИЗМЫ ДВИГАТЕЛЯ
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя.Двухтактные двигателивыполняются с внешним и внутренним смесеобразованием.
Простейший из них – одноцилиндровый двигатель с внешним смесеобразованием, у которого кривошипная камера выполняет роль предварительного компрессора. Такие двигатели называют двигателями с кривошипно-камерной продувкой (рис. 7.1).
В нем одновременно происходит два процесса: один – над поршнем, а второй – под поршнем. При движении
н.м.т. над поршнем происходит горение рабочей смеси (рабочий ход), а под поршнем
– сжатие. При приближении к нижней мертвой точке открываются выпускные и продувочные окна, надпоршневое пространство соединяется с атмосферой и кривошипной камерой, в результате происходит выпуск газов, а цилиндр продувается и заполняется свежей смесью из кривошипной камеры. Этим заканчивается первый такт.
Рисунок 7.1 Схема устройства и работы двухтактного двигателя:
1 – канал, идущий из кривошипной камеры; 2 – продувочное окно; 3 – поршень; 4 – цилиндр; 5 – свеча; 6 – выпускное окно; 7 – впускное окно; 8 — карбюратор; 9 — кривошипная камера.
Второй такт происходит при движении поршня к в.м.т.: над поршнем – сжатие, а объем кривошипной камеры увеличивается и заполняется свежим зарядом, т.е. там происходит впуск.
- Эти двигатели имеют невысокую степень сжатия, и горючая смесь в них воспламеняется от искры, как и в четырехтактных карбюраторных двигателях.
- Применение двухтактного цикла в многоцилиндровых двигателях возможно только при наличии дополнительного компрессора (нагнетателя), необходимого для продувки и заполнения цилиндров.
- По двухтактному циклу могут работать и дизели, но так как у них воспламенение топлива происходит от высокой температуры сжатого воздуха, то степень сжатия в этом случае должна быть примерно вдвое больше, чем у карбюраторного двигателя, и топливо должно впрыскиваться форсунками, а не всасываться.
Двухтактного дизеля с принудительной прямоточной продувкой. При рабочем ходе поршня вблизи н.м.т. открываются выпускные клапаны 3 и продувочные окна 4, цилиндр очищается от продуктов сгорания и заполняется свежим зарядом воздуха.
начале хода поршня к в.м.т. закрываются продувочные окна и клапан, происходит сжатие воздуха до 3,0…4,0 МПа.
Около в. м. т. в цилиндр впрыскивается топливо, где оно воспламеняется и горит. Рабочий ход поршня – как и в четырехтактных двигателях.
Работа многоцилиндрового двигателя
Для уменьшения массы и габаритов, снижения неравномерности частоты вращения коленчатого вала и уменьшения необходимой массы маховика на тракторах и автомобилях применяют многоцилиндровые двигатели.
Большинство тракторных двигателей – четырехцилиндровые. Они имеют удовлетворительную уравновешенность инерционных сил, а рабочие такты отдельных цилиндров происходят в них равномерно через 180 °.
Рабочие процессы в цилиндрах в зависимости от расположения кулачков на распределительном (кулачковом) валу могут происходить с порядком 1–3–4–2 или 1–2– 4–3. На тракторных дизелях, как правило, применяют первый из указанных порядков работы.
Шести- и восьмицилиндровые двигатели выполняют с пространственной схемой коленчатого вала, при которой его колена развернуты на 90°.
При этом порядок работы восьмицилиндрового двигателя типа ЗИЛ-130 будет 1–5– 4–2–6–3–7–8. Цилиндры нумеруются от вентилятора к маховику, и в правом ряду имеют меньшие номера (1, 2, 3 и 4).
двенадцатицилиндрового двигателя ЯМЗ-240Б развал цилиндров равен 75°, а порядок работы цилиндров выражается следующим рядом цифр: 1–12–5–8–3–10–6–7– 2–11–4–9.
Двигатели различной мощности и с разным числом цилиндров можно сравнивать, используя следующие показатели: удельную мощность, т. е. мощность, приходящуюся на 1 кг массы двигателя, литровую мощность, снимаемую с 1 л рабочего объема, удельный расход топлива на единицу мощности.
Кривошипно-шатунный механизм–основной рабочий механизм поршневогодвигателя.
Он участвует в совершении рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего силу давления расширяющихся газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Элементы кривошипно-шатунного механизма условно можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные.
К неподвижным элементам механизма относятся цилиндры, головки цилиндров, картер с подшипниками коленчатого вала и связующие детали. Все это образует корпус двигателя. Подвижные элементы механизма: поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны с подшипниками, коленчатый вал с маховиком и гасителем крутильных колебаний.
Гаситель крутильныхколебаний(демпфер)применяют в высокооборотныхмногоцилиндровых двигателях для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой возбуждающим моментом в систему коленчатого вала при резонансе. Его обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала.
Крепление двигателя на раме трактора и автомобиля.Несмотря на сравнительнохорошую уравновешенность современных тракторных и автомобильных двигателей, во время их работы все же возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму или полураму, а через них – на корпус мобильной машины.
Поэтому крепление (подвеска) двигателя должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибраций машины и предотвратить появление напряжений в блок-картере в случае возникновения перекосов в раме или полураме при движении мобильной машины по неровной дороге. Двигатели крепят к рамам или полурамам в трех, четырех или пяти точках.
Наибольшее распространение получила трехточечная подвеска, так как она снижает монтажные напряжения и возникающие напряжения при деформации лонжеронов рамы.
Упругие элементы подвески обычно выполняют в виде резиновых амортизаторов, привулканизированных к каркасу. Для максимального поглощения энергии колебаний силового агрегата их изготавливают из специальной резины с большими потерями на гистерезис.
Резиновые амортизаторы, находящиеся под опорами, снижают ударные нагрузки на двигатель при движении машины и уменьшают вибрацию, воспринимаемую от двигателей рамой или полурамой.
Кроме того, опоры удерживают двигатель от продольного смещения при выключении сцепления, резком разгоне или торможении машины.
На тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82 двигатель крепят следующим образом: заднюю часть блок-картер а через лист жестко связывают с корпусными деталями трактора; переднюю подвеску выполняют в виде упругого резинометаллического амортизатора, установленного между крышкой распределительных шестерен и передней шарнирной опорой, закрепленной на переднем брусе полурамы.
Назначение и общее устройство механизма газораспределения.Механизмгазораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя свежего заряда и для выпуска отработавших газов. В зависимости от типа органов, с помощью которых цилиндр двигателя сообщается с окружающей средой, механизмы газораспределения делятся на золотниковые, комбинированные и клапанные.
Золотниковые механизмы газораспределения, несмотря на некоторые преимущества (возможность обеспечения больших проходных сечений впускных и выпускных отверстий, лучшие условия охлаждения, меньшая шумность работы), в поршневых двигателях широкого распространения не получили. Практически золотниковый принцип газораспределения используется лишь в двухтактных двигателях с контурными и прямоточно-щелевыми схемами продувки, где полость цилиндра сообщается с окружающей средой через окна в его стенке, открываемые и закрываемые поршнем.
Комбинированные механизмы газораспределения применяются с прямоточной клапанно-щелевой продувкой. Свежий заряд поступает в цилиндр через окна в его стенке, а отработавшие газы удаляются при помощи клапанов (ЯМЗ-204 и ЯМЗ-206).
Клапанные механизмы – основной тип механизмов газораспределения, применяемых в современных тракторных и автомобильных двигателях. Как правило, они характеризуются простотой конструкции, малой стоимостью изготовления и ремонта, совершенством уплотнения рабочей полости цилиндра и надежностью работы.
Если клапаны расположены в блок-картере и открываются при движении вверх (в направлении от коленчатого вала), то их называют нижними (боковыми) клапанами в отличие от верхних (подвесных) клапанов, которые установлены на головке цилиндров и открываются при движении вниз (в направлении к коленчатому валу).
Сравнение этих двух механизмов показывает, что механизм с нижним (боковым) расположением клапанов состоит из меньшего числа деталей, но образует вытянутую
щелевидную форму камеры сгорания, а механизм с верхним расположением клапанов усложнен по устройству, но обеспечивает хорошую компактность камеры сгорания.
Как работает 3 цилиндровый двигатель. Порядок работы цилиндров двигателя внутреннего снорания. Что такое трехцилиндровый двигатель
С момента изобретения первого ДВС перед инженерами стояла очень ответственная цель –снять максимум мощности с конкретного объема силового агрегата. Стараясь решить эту задачу, конструкторы проводили эксперименты с числом и компоновкой камер сгорания.
В разное время в серийных моделях авто использовались, как маленькие одноцилиндровые ДВС, так и огромные агрегаты с 16-ю цилиндрами. На разных моделях камеры сгорания расположены и нумеруются по-разному и начинающему автолюбителю эта информация будет очень полезна.
Как располагаются цилиндры в двигателях
Существуют разные модели двигателей – это и старинные одно- и двухцилиндровые ДВС, традиционные рядные четырех- и шестицилиндровые модели.
Статья по теме: Признаки, причины и последствия перегрева двигателя автомобиля
Более крупные агрегаты имели V-образные блоки – такие агрегаты могли иметь восемь и более камер сгорания.
Рядное расположение
При рядном расположении в блоке цилиндры располагаются в один ряд. В такой конфигурации существуют двух, трех, четырех, пяти и даже шестицилиндровые моторы.
Как раскоксовывают поршни не разбирая двигатель машины
Двух- и трехцилиндровые ДВС сейчас устанавливаются на современных авто не так часто, хотя популярность их медленно набирает обороты.
Этому способствовали умные системы приготовления топливной смеси и турбины – например, турбированная версия двухцилиндрового ДВС хетчбека Fiat 500. Трехцилиндровый рядный двигатель можно встретить на «Деу Матиз» и многих других.
Что касается рядной «четверки», то такие блоки устанавливаются в большинстве двигателей для легковых авто – объемы таких движков начинаются от 1 л., а самый объемный рядный ДВС – 2,4 л. и более.
Пятицилиндровые двигатели с рядным расположением на автомобилях, производимых серийно, стали появляться в 70-х годах. В числе первых можно выделить дизельные модели Mercedes – они устанавливались в 1974 году на модели в кузове W123.
А уже в 1976 году построили пятицилиндровый мотор от Audi. Начиная с конца 80-х годов рядная пятерка уже никого не удивляла и успешно устанавливалась на самые разные автомобили Fiat, Volvo и других автобрендов.
Volkswagen 1.2 TDI PD и 1.4 TDI PD
Оба маленьких дизельных агрегата с насос-форсунками появились в 1999 году. Самый младший исчез из списка предложений уже через несколько лет, в то время как 1.4 производился вплоть до 2010 года. 1,4-литровый агрегат можно встретить в моделях VW Group: Audi A2, VW Lupo, Polo, Seat Ibiza/Cordoba и Skoda Fabia.
Вызывает сомнения и долговечность. Проблемы появляются после 150-180 тыс. км. Чаще всего выходят из строя турбокомпрессор и топливный насос высокого давления, а временами сбоит электроника. Но самый серьезный недостаток – критическое увеличение осевого зазора коленчатого вала. Демонтаж и шлифовка мало оправданы из-за нарушения балансировки.
Нумерация цилиндров в разных типах ДВС
Что касается стандартов нумерации камер сгорания, то их нет. На то, как они пронумерованы в ДВС, влияют такие факторы:
- Тип привода;
- Тип ДВС, компоновка блока;
- Поперечное либо продольное расположение агрегата под капотом;
- Сторона вращения.
На стандартных переднеприводных авто с поперечно установленным двигателем нумерация начинается со стороны ГРМ. Так, возле ремня ГРМ находится первый цилиндр и дальше все остальные. Последний находится около КПП.
Примеры
В многоцилиндровых V-образных двигателях первый цилиндр расположен в ряду с водительской стороны.
В двигателях американского производства камеры сгорания и их нумерация может отличаться и не поддаваться логике.
Так, для рядных четверок и шестерок первым может быть цилиндр около радиатора, в то время, как на всех прочих моделях нумерация начинается в сторону салона. Если нумерация обратная, то первым считается цилиндр ближайший к салону.
К сведению: Как убрать грыжу на колесе машины и чем она опасна
Французы очень оригинальны и применяют два способа нумерации камер сгорания ДВС.
- На рядных четверках нумерация начинается от маховика.
- Если это V-образная шестерка, тогда ближний к радиатору ряд – это первые три цилиндра, а ряд ближе к салону – последние три.
Принцип работы дизельного мотора
Рабочий цикл дизеля отличается от атмосферного по способу смесеобразования и воспламенения. Вместо готовой смеси в камеру сгорания подается воздух. За счет сжатия температура в ЦПГ дизельного двигателя увеличивается. Затем происходит подача топлива через форсунки.
Из-за высокой температуры и давление в цилиндрах дизельного агрегата дизтопливо самовоспламеняется — происходит рабочий ход. Рабочий ход заканчивается выхлопом отработанных газов.
Начало нумерация
Единого стандарта для определения нумерация цилиндров не существует. Поэтому как считаются цилиндры в двигателе нужно смотреть в технической инструкции к транспортному средству.
На нумерацию цилиндров в двигателе влияют следующие факторы:
- тип ходовой машины: с задним или передним приводом;
- расположение цилиндров в двигателе: рядное, V- образное, оппозитное;
- направление вращения коленчатого вала;
- количество цилиндров в двигателе.
Для тех, кто задумал провести обслуживание необходимо знать, как проверить цилиндры двигателя. Где первый цилиндр двигателя можно определить по нескольким факторам:
- Как считать цилиндры двигателя в зависимости от типа привода: для марок с передними ведущими колесами первый цилиндр считаться со стороны пассажирского места.
- На задне-приводных моделях порядок работы цилиндров двигателя начинается со стороны радиатора.
Сколько цилиндров в двигателе, метод установки зависит от завода изготовителя. Некоторые производители используют вариант обратной нумерации, при котором счет начинается со стороны салона. В автопроизводителей французских марок подсчет начинается от коробки передач или в зависимости от стороны крутящего момента.
От чего зависит нумерация цилиндров двигателя
Тем не менее, важно знать, что каким бы ни была компоновка двигателя и расположение цилиндров, в цилиндре № 1 – главный цилиндр, всегда располагается свеча № 1.
Естественно, это порядок, в котором пронумерованы цилиндры любого двигателя. От чего зависит расположение и нумерация цилиндров двигателя:
- тип привода: передний или задний;
- тип двигателя: рядный или V-образный;
- способ установки двигателя: поперечный или продольный;
- направление вращения двигателя: по или против часовой стрелки.
Расположение цилиндров в многоцилиндровых двигателях, выглядит следующим образом:
- вертикально – то есть в один ряд, без угловых отклонений;
- наклонно – под углом 20°;
- V- образно – в два ряда. Углы между рядами могут быть 90 или 75 градусов;
- оппозитно (горизонтально) – угол между цилиндрами равен 180°. Такое расположение цилиндров применяется в двигателях для автобусов, что позволяет размещать двигатель под полом салона, освобождая полезную площадь.
Ток в помощь
Готовящийся к выходу компактный кроссовер Peugeot 2008 должен получить еще более эффективные двигатели на базе серии EB. На помощь экологии придет технология «мягкого гибрида» с системой Stop&Start.
Моторы получат совершенный стартер-генератор, способный без вибраций завести двигатель с четверти оборота. На торможении он будет запасать энергию в аккумулятор повышенной емкости, попутно облегчая труд тормозов.
При остановке двигатель будет выключаться, а малейшее нажатие на газ будет заводить его снова. Систему Stop&Start можно будет в любой момент отключить кнопкой.
Если забит топливный фильтр какие симптомы
1,2-литровый двигатель также получит турбонагнетатель и непосредственный впрыск топлива. Мотор под названием 1.2 liter e-THP сможет развивать мощность 110 или 130 л.с.
Большинство автомобилей в наши дни оснащены скучными двигателями: рядные «четверки», «оппозитные» шестерки, V8, V12… Сплошные четные числа.
Сегодня нам хочется поговорить о моторах с нечетным числом цилиндров, и хотя в последнее время экологические и экономические нормы вынуждают автопроизводителей все чаще обращаться к 3-цилиндровым моторам, они не станут участниками нашего обзора. Сосредоточимся на более эксклюзивных вещах.
Wright R-1820.
Одни из самых красивых двигателей с нечетным количеcтвом цилиндров — это радиальные двигатели времен Второй мировой войны. 9-цилиндровый Wright R-1820 в количестве 4 штук приводил в действие тяжелый бомбардировщик Boeing B-17 по прозвищу «Летающая крепость».
В зависимости от применения двигатель выдавал от 700 до 1 500 л. с. Единственная проблема с радиальными двигателями состояла в том, что они были непомерно огромны.
На самом деле это совсем не проблема для самолета, но когда речь заходит об автомобиле… Тем не менее, многие умельцы умудрялись засовывать радиальные моторы в легковые машины, которые при этом выглядели довольно смешно.
Volkswagen VR5.
Еще в 1983 году Oldsmobile разработал дизель V5, но так и не отправил его в производство. Таким образом VR5 от Volkswagen — это первый серийный блок, который использовал 5 цилиндров в V-конфигурации. Первая 2,3-литровая версия выдавала 150 л. с. и 205 Нм и устанавливалась на Passat, Golf и Bora. Это был странный нетрадиционный концепт, который при этом еще и фантастически звучал!
3-цилиндровый двухтактный мотор Saab.
Для своих знаменитых двухтактных моторов Saab сначала использовал 2 цилиндра, но впоследствии перешел на продольно расположенную «тройку». Двигатель имел объем 748 кубических сантиметров и выдавал 33 л. с.
Он устанавливался на Saab 93, Sonett обоих поколений, 95, 96 и некоторые другие модификации. Для Sonett были разработаны форсированные версии мощностью 58 л. с., и это поистине были спорткары конца 50-х годов.
Alfa Romeo JTD.
Это семейство дизелей ведет свою историю с 1997 года. Разработаны Fiat Group совместно с подразделением GM Powertrain. Вершиной является 2,4-литровый 5-цилиндровый JTD, устанавливаемый на Alfa Romeo 159 и Brera. Он выдавал 210 л. с. и 400 Нм крутящего момента. В результате чип-тюнинга мощность можно поднять до 273 л. с., а момент — до 495 Нм. Очень быстрый дизель!
Volvo Modular.
Конечно все знают о рядных пятицилиндровых моторах от Volvo. C запуска Volvo 850 в 1992 году эти двигатели были неотъемлемой частью шведской линейки и даже питали Ford Focus ST и RS. К сожалению, в 2014 году Volvo объявили, что прекращают их производство.
5-цилиндровые моторы Audi.
История Audi тесно переплетается с 5 цилиндрами. Началось все в 1976 году с 2,1-литрового мотора с одним верхним распредвалом на Audi 100, однако гораздо интереснее присутствие этих двигателей в автоспорте.
В абсолютно безумной «группе В» (для настоящих мужиков) классического ралли Audi S1 Sport Quattro E2 использовал 650-сильный 5-цилиндровый мотор, а к 1987 году инженеры готовили 1000-сильную версию, но ей не суждено было бороться на трассе, поскольку опасная «группа В» была упразднена.
Немецкий «пятицилиндровик» популярен в европейских чемпионатах по дрэг-рейсингу: 2,2-литровый 20-клапанный 5-цилиндровый агрегат способен в экстремальных модификациях выдать более 1 мегаватта (1 340 л. с.).
7-цилиндровые моторы AGCO Sisu.
Это единственный 7-цилиндровый двигатель, когда-либо использованный на сухопутном транспортном средстве (по крайней мере единственный на сегодняшний день).
Кто-то не вполне нормальный из AGCO решил, что состыковать 3- и 4-цилиндровый дизели будет отличной идеей.
И они заставили эту систему работать! Мотор устанавливается на сельхозтехнику, и именно ему многие люди Земли обязаны за хлеб на своем столе.
3-цилиндровый аксиальный двигатель Джона Делореана.
Аксиальный двигатель — это тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра.
Гениальный инженер, изобретатель и конструктор Джон Делореан мечтал перевернуть автоиндустрию. Все знают его DMC-12 из кинофильма «Назад в будущее», в котором применено множество революционных решений. Но мало кто знает, что Делореан хотел дополнить уникальную машину уникальным мотором.
Среди найденных после его смерти чертежей были и чертежи аксиального ДВС. Он использовал три цилиндра, расположенные в виде треугольника. Каждый из цилиндров имел двухсторонний поршень, что делало возможным две камеры сгорания на цилиндр. Таким образом мы получали 3-цилиндровый 6-поршневый мотор.
Делореан задумал его в 1954 году, но начал разрабатывать лишь в 1979-м. По каким-то причинам рождение двигателя так и не состоялось…
Wärtsilä-Sulzer RT-Flex 96C.
Серия громадных финских двигателей для морских судов. Перед вами 13-цилиндровая версия. Существует и 14-цилиндровый мотор, который является крупнейшим в мире поршневым двигателем внутреннего сгорания. Высота такого двигателя — 13,4 метров, длина — 27 метров, сухая масса — 2300 тонн, максимальная мощность — 108 920 лошадиных сил.
Lanz Eilbulldog.
Культура немецких классических автомобилей не ограничивается «Мерседесами» и «Майбахами». Взгляните на Lanz Eilbulldog, который производился с 1921 по 1960 годы.
Он использовал одноцилиндровый 10-литровый (!!!) двигатель мощностью от 12 до 55 л. с. в зависимости от года выпуска. Это один из тракторов-работяг, вытянувший немецкую экономику.
Он мог сжигать отработавшее масло, когда поблизости не было бензина. Просто взгляните, как заводится эта штука!
Факторы, определяющие нумерацию цилиндров
Нумерация цилиндров в автомобильных зависит от:
- конструкции двигателя
- конструкции привода
- варианта расположения двигателя — продольный (установлен вдоль по ходу движения автомобиля) или поперечный
- направления вращения двигателя
Напоминаем, что в автомобильных двигателях цилиндры могут располагаться:
а) в ряд вертикально;
Почему сгорел диодный мост генератора
- б) в ряд наклонно;
- в) в два ряда наклонно;
- г) в два ряда напротив друг друга (так называемый оппозитный двигатель, который применяется в автомобилях марки Subaru).
На горячую голову
Еще один путь к сохранению мощности при жесткой диете — побороть трение. Поршневые кольца и пальцы, а также толкатели клапанов имеют алмазное покрытие, призванное улучшить скольжение. Форма шатунов рассчитана таким образом, чтобы при вращении центробежная сила как можно меньше воздействовала на подшипники коленчатого вала, также в целях снижения трения.
Чтобы мотору было легче шевелить поршнями, инженеры оснастили его масляной помпой с переменной производительностью. Обычно обороты помпы, а вместе с ними и давление масла, прямо зависят от оборотов двигателя.
Это значит, что на низких оборотах давление не может быть достаточно высоким, чтобы на пределе мощности оно не превысило возможностей двигателя.
Независимая помпа позволяет поддерживать оптимальное давление масла при любых оборотах мотора.
Холодный мотор требует более богатой топливовоздушной смеси, чем прогретый, а значит, потребляет больше топлива и выделяет больше углекислоты. Встроенный в головку блока выпускной коллектор помогает двигателю быстрее выходить на рабочую температуру.
Раздельные контуры системы охлаждения блока цилиндров и головки блока работают таким образом, чтобы сразу после старта направить максимум тепловой энергии именно в блок цилиндров, который прогревается менее охотно.
Загрузка...
