21 Порядок работы многоцилиндрового двигателя

Порядок работы многоцилиндрового двигателя

зависит от типа двигателя (расположения цилинд­ров) и от количества цилиндров в нем.

Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени). Для определения этого угла продолжительность цикла, выраженную в градусах поворота коленчатого вала, делят на число цилиндров. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе такт расширения (рабочий ход) происходит через 180° (720 : 4) по отношению к предыдущему, т. е. через половину оборота коленчатого вала. Другие такты этого двигателя чередуются также через 180°. Поэтому шатунные шейки коленчатого вала у четырех цилиндровых двигателей расположены под углом 180° одна к другой, т. е. лежат в одной плоскости. Шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров — в противоположную сторону.

Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов и хорошую уравновешенность двигателя, так как все поршни одновременно приходят в крайнее положение (два поршня вниз и два вверх).

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых отечественных     тракторных     двигателей 1—3—4—2. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

При выборе порядка работы двигателя конструкторы стремятся равномернее распределить нагрузку на коленчатый вал.

Одноименные такты у четырехтактного шестицилиндрового двигателя совершаются через поворот коленчатого вала на 120°. Поэтому шатунные шейки расположены попарно в трех плоскостях под углом 120°. У четырехтактного восьмицилиндрового двигателя одноименные такты происходят через 90° поворота коленчатого вала и его шатунные шейки расположены крестообразно под углом 90° одна к другой.

В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов, что способствует его равномерному вращению.

Порядок работы восьмицилиндровых четырехтактных двигателей 1— 5—4—2—6—3—7—8, а шестицилиндровых 1—4—2—5—3—6.

Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно распределить провода по свечам зажигания, присоединить топливопроводы к форсункам и отрегулировать клапаны.

При такте «сгорание—расширение» сила Р1, приложенная к поршневому пальцу, слагается из двух сил:

Суммарную силу P1 разложить на можно две силы: силу S, направленную вдоль оси шатуна, и силу N, прижимающую поршень к стенкам цилиндра.

Силу S перенесем в центр шатунной шейки, а к центру коленчатого вала приложим две равные силе S и параллельные ей силы S1 и S2. Тогда совместное действие сил S1 и S создаст (на плече R) крутящий момент, приводящий во вращение коленчатый вал, а сила S2 нагрузит коренные подшипники и через них будет передаваться на картер двигателя.

Разложим силу S2 на две перпендикулярно направленные силы N1 и Р2. Сила N1 численно равна силе N, но направлена в противоположную сторону; совместное действие сил N и N1 образует момент Nl, который стремится опрокинуть двигатель в сторону, обратную вращению коленчатого вала. Сила P2 численно равная силе Р1, действует вниз, а сила Р действует на головку цилиндра вверх, т.е. в противоположную сторону. Разность между силами Р и P1 представляет собой силу инерции поступательно движущихся масс Ри. Наибольшей величины эта сила достигает в момент изменения направления движения поршня.

Вращающиеся массы шатунной шейки, щек кривошипа и нижней части шатуна создают центробежную силу Рц, направленную по радиусу кривошипа в от сторону центра вращения.

Таким образом, в кривошипно-шатунном механизме одноцилиндрового двигателя, кроме крутящего момента, возникающего на коленчатом валу, действует ряд неуравновешенных моментов и сил, как то:

• реактивный, или опрокидывающий, момент Nl, воспринимаемый опорами двигателя через картер

• сила инерции поступательно движущихся масс Ри, направленная по оси цилиндра

• центробежная сила вращающихся масс Рц, направленная по кривошипу вала

Боковая сила N достигает наибольшей величины при расширении газов, когда поршень прижимается к левой стенке цилиндра, чем и объясняется ее обычно больший износ.

Работа многоцилиндрового двигателя трактора

Работа многоцилиндрового двигателя трактора

Из описания работы четырехтактного двигателя вытекает, что коленчатый вал в двигателе с одним цилиндром равномерно вращаться не может, так как только при одном такте из четырех — рабочем ходе — он вращается с ускорением, а при остальных трех — с замедлением. Чтобы выровнять работу двигателя, на конце коленчатого вала установлен маховик. Кроме того, для получения большей мощности двигателя повышают частоту вращения коленчатого вала, отчего он вращается равномернее. Увеличение количества цилиндров в двигателе также способствует более равномерному вращению коленчатого вала и повышению мощности двигателя.

Многоцилиндровые двигатели изготавливают так, чтобы при движении одних поршней вниз другие в это время перемещались вверх.

Например, у четырехцилиндрового двигателя колена вала расположены так, что когда поршни в первом и четвертом цилиндрах движутся вниз, во втором и третьем — вверх, т. е. поршни перемещаются попарно.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Если учесть, что при движении в одну сторону в каждом из цилиндров происходит свой, отличный от другого рабочий процесс, то нетрудно увидеть, что при этом будет обеспечено последовательное воздействие сил расширяющихся газов на шейки коленчатого вала.

Рассмотрим этот процесс при помощи таблицы.

Из таблицы видно, что при первом полуобороте коленчатого вала рабочий ход происходит в первом цилиндре двигателя, при втором полуобороте — в третьем, при третьем — в четвертом и при четвертом — во втором.

Написав номера цилиндров в порядке протекания одинаковых процессов (например, Рабочий ход), получим так называемый порядок работы цилиндров двигателя 1—3—4—2.

—

Многоцилиндровые двигатели имеют те же механизмы и системы, что и одноцилиндровые двигатели. Отличаются они от последних тем, что имеют несколько цилиндров и общие для всех цилиндров остов, коленчатый, распределительный валы и другие детали.

Одноцилиндровые двигатели применяют только там, где нужны относительно небольшие мощности. Во всех остальных случаях применяют многоцилиндровые двигатели. Это объясняется тем, что одноцилиндровым двигателям свойственны серьезные недостатки.

Одноцилиндровые четырехтактные двигатели имеют большую неравномерность вращения коленчатого вала, так как только в течение одного рабочего хода происходит ускорение вращения коленчатого вала, а в течение остальных трех ходов — замедление.

Для уменьшения неравномерности вращения и обеспечения кинетической энергией вспомогательных тактов одноцилиндровые двигатели оснащают массивными маховиками. Повышение мощности одноцилиндрового двигателя требует увеличения размеров цилиндра, поршня и других деталей. С увеличением размеров цилиндра возрастают вес движущихся деталей и инерционные нагрузки, которые вызывают повышенный износ деталей и вибрацию двигателя.

Вес, приходящийся на единицу мощности, у одноцилиндровых двигателей значительно больше, чем у многоцилиндровых. При равной мощности одноцилиндровые двигатели тяжелее четырехцилиндровых в 2—2,5 раза.

Конструкция многоцилиндровых двигателей сложнее одноцилиндровых. Но возможность получения практически любой мощности путем увеличения числа цилиндров при небольшом

Порядок работы шестицилиндровых двигателей. Шестицилиндровые четырехтактные двигатели с рядным расположением цилиндров имеют коленчатые валы с коленами, развернутыми на 120° по отношению друг к другу.

Шестицилиндровые двигатели могут иметь несколько порядков работы цилиндров. Отечественные тракторные шестицилиндровые двигатели АМ-01 трактора Т-4, 6КДМ-50Т трактора Т-140 имеют порядок работы 1—5—3— 6—2—4.

При каждом полуобороте коленчатого вала шестицилиндрового двигателя до завершения рабочего хода в одном цилиндре начинается рабочий ход в следующем по порядку работы цилиндре. Благодаря такому перекрытию работы цилиндров коленчатые валы шестицилиндровых двигателей имеют высокую степень равномерности вращения.

Порядок работы восьми- и двенадцатицилиндровых двигателей. Порядок работы двухрядных V-образных, восьми- и двенадцатицилиндровых двигателей складывается из порядков работы каждого ряда цилиндров. Для этого восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели рассматривают как спаренные четырех-и шестицилиндровые двигатели, имеющие общий коленчатый вал.

Восьмицилиндровый V-образный дизель ЯМЗ-238НБ, устанавливаемый на трактор К-700, имеет порядок работы 1—5—4—2—6—3—7—8.

Двенадцатицилиндровый V-образный дизель В-ЗОБ трактора ДЭТ-250 имеет следующий порядок работы: левая группа цилиндров 1—5— 3—6—2—4; правая группа цилиндров 6—2— 4—1—5—3.

В восьми- и двенадцатицилиндровых двигателях в течение каждого полуоборота коленчатого вала рабочий ход совершается в нескольких цилиндрах. Поэтому они имеют высокую степень равномерности вращения коленчатых валов.

8-цилиндровые двигатели — развивают ли они более низкие обороты?

Большинство людей считают, что количество цилиндров определяет скорость вращения. Однако это не так; цилиндры не являются основным фактором для работы RPM. Другие аспекты влияют на определение числа оборотов транспортного средства или автомобиля. Сегодня мы собираемся выяснить, производят ли 8-цилиндровые двигатели более низкие обороты.

Но сначала давайте взглянем на восьмицилиндровые двигатели!

Восьмицилиндровые двигатели

У каждого автомобиля есть цилиндры, а объем двигателя обычно определяется количеством цилиндров в автомобиле. У 4-цилиндрового — 4, у V6 — 6, у V8 — 8 и так далее. Внутри каждого цилиндра находится поршень, который движется вверх и вниз. Бензин и воздух смешиваются внутри цилиндра, и искра создает сгорание. Затем сгорание толкает цилиндр вниз, что создает движение, которое передается на карданный вал, приводя в движение автомобиль. Вот почему автомобильные двигатели называют двигателями внутреннего сгорания.

Для получения дополнительной информации, восьмицилиндровые двигатели могут быть синхронизированы для присущего первичного и вторичного баланса без несбалансированных первичных или вторичных сил или моментов.

Однако крутильных колебаний коленчатого вала, присутствующих в той или иной степени во всех двигателях, достаточно, чтобы потребовать использования демпфера гармоник на вспомогательном конце коленчатого вала.

Восьмицилиндровые двигатели могут синхронизироваться для присущей первичной и вторичной балансировки без несбалансированных первичных или вторичных сил или моментов. (Источник: изумление)

8-цилиндровые двигатели не прямо пропорциональны максимальным оборотам, которые может развивать автомобиль. Основным фактором является масса поршня двигателя и система сбора штока. Вторым фактором, влияющим на это, является масса каждого клапана. Точно так же третья может быть длиной хода поршня в зависимости от скорости поршня.

ПОДРОБНЕЕ:

• Выбор между двигателем V8 и V6
• Понимание последствий вождения цилиндра с пропуском зажигания

Число цилиндров не определяет число оборотов автомобилей

Максимальное число оборотов любого двигателя ограничивается не числом цилиндров, а главным образом:

1) инерционной массой поршневых и штоковых узлов двигателя ,

2) масса каждого клапана и по конструкции исполнительного механизма клапана, а

3) длина хода поршня и результирующая скорость поршня в канале.

1. Инерционная масса поршневых и шатунных узлов двигателя

Максимальная частота вращения любого двигателя зависит от массы каждого поршня. В поршневом двигателе каждый поршень должен сначала ускоряться до верхней мертвой точки и нижней мертвой точки (нижняя точка хода поршня в отверстии), останавливаться и реверсироваться на каждом такте впуска, сжатия, мощности и выпуска.

Таким образом, поршень большего размера с большей массой обременен большей инерцией, что обязательно ограничивает скорость вращения коленчатого вала. Следовательно, двигатель с большим количеством цилиндров, в данном случае 8-цилиндровый двигатель вместо 4-цилиндрового двигателя, будет иметь более высокую потенциальную максимальную скорость вращения, поскольку каждый из его отдельных поршней будет меньше весить и иметь меньшую инерционную массу.

2. Длина хода поршня и результирующая скорость поршня в отверстии

Длина хода поршня также влияет на число оборотов в минуту. Квадратный двигатель (тот, у которого диаметр цилиндра больше, чем его ход) сможет работать с потенциально более высокими максимальными оборотами, чем двигатель с таким же рабочим объемом, но неквадратный. Причина этого в том, что в длинноходном двигателе каждый поршень перемещается в своем отверстии на большее расстояние при каждом обороте коленчатого вала.

Например, двигатель может производить 455 лошадиных сил при 6000 об/мин, при этом максимальный крутящий момент остается равным 455. Расчеты мощности и крутящего момента могут оставаться такими же при гораздо более низких оборотах, таких как 2000. Это возможно, когда вы ведете автомобиль на максимальной скорости. механизм. Таким образом, независимо от цилиндров, вы можете каждый раз создавать разные обороты.

Огромный крутящий момент также может создавать большие RMP, и, как мы упоминали выше, нет ничего, что связано с цилиндрами двигателя. Цилиндры не ограничивают водителя в использовании более низких или более высоких оборотов; все зависит от потребности момента.

Правда о том, что 8-цилиндровые двигатели производят меньше оборотов, чем 4-цилиндровые двигатели

Если говорить подробно, то масса каждого поршня, находящегося в системе вашего автомобиля, определяет число оборотов в минуту. Каждый поршень должен выполнять свою задачу, например, разогнаться до верхней мертвой точки, а затем до нижней мертвой точки. Его нужно остановить, повернуть вспять и сжать. Таким образом, чем больше поршень, тем с большей инерцией он сталкивается, и это ограничивает число оборотов в минуту. Таким образом, чтобы определить число оборотов в минуту в автомобиле, вы должны ориентироваться на массу поршней, а не цилиндров.

Точно так же другим фактором является длина хода поршня. Поршень, имеющий большее отверстие, чем ход, работает при более высоких оборотах, чем поршень, ход которого больше, чем его отверстие.

Четырехцилиндровые двигатели, как правило, работают при более высоких оборотах, поскольку они, как правило, представляют собой двигатели малого рабочего объема с небольшими поршнями и малой инерционной массой. Более того, не имея рабочего объема для создания большого крутящего момента, эти небольшие четырехцилиндровые двигатели должны компенсировать это за счет использования высоких оборотов для выработки мощности. С другой стороны, восьмицилиндровые двигатели имеют относительно более высокие обороты.

Заключение

По обсуждению, как можно заметить, это никак не связано с количеством цилиндров. Это другие факторы, такие как поршень и длина хода поршня, которые решают, будут ли обороты выше или ниже. Изменение этих аспектов в автомобиле может привести к изменению числа оборотов в минуту независимо от 8-цилиндрового двигателя.

Однако тем, кто хочет ориентироваться на плавность хода и мощность двигателя, следует ориентироваться на количество цилиндров. Восьмицилиндровый двигатель творит чудеса как универсальная концепция, когда вы путаетесь с шестью, десятью или двенадцатью цилиндрами.

Ford выпускает 3-цилиндровый двигатель с 8-ступенчатой ​​коробкой передач

Ford Motor Co. выводит на мировой рынок свой первый 1,0-литровый трехцилиндровый двигатель. Агрегат был разработан в Англии и показан в концепте B-Max на Женевском автосалоне в марте.

Двигатель является частью силовой установки автопроизводителя, которая также включает в себя новую восьмиступенчатую коробку передач и e-CVT, или электронную бесступенчатую трансмиссию, для использования в гибридных автомобилях.

Трехцилиндровый двигатель станет самым маленьким из когда-либо созданных автопроизводителем и будет использоваться в таких мировых автомобильных линейках, как Fiesta и Focus. Он будет иметь выходную мощность, равную или превышающую мощность четырехцилиндровых двигателей Ford, заявил на прошлой неделе вице-президент по глобальной разработке продуктов Деррик Кузак на брифинге в Дирборне, штат Мичиган, где базируется Ford.

«Наш новый 1,0-литровый двигатель EcoBoost предоставит потребителям, ищущим гибридную экономию топлива, новый, более доступный выбор», — сказал он.

Компания Ford добилась экономии топлива на целых 20 процентов за счет внедрения технологии прямого впрыска, которая в небольших двигателях подает точное количество газа в цилиндры. По словам Джо Бакая, вице-президента по разработке силовых агрегатов, Ford нацелен на аналогичный рост с трехцилиндровым двигателем.

Новые технологии

Двигатель будет производиться более чем на одном заводе, но Ford отказался сообщить, на каком из своих заводов по всему миру он будет производиться.

Двигатель был разработан в глобальном центре Ford по двигателям малой мощности в Дантоне, недалеко от Лондона, Англия, где инженеры сосредоточились на улучшении теплового КПД и снижении трения внутренних движущихся частей двигателя, особенно во время прогрева, когда двигатель выбрасывает больше уровень СО2 и других загрязняющих веществ.

Двигатель будет доступен для небольших автомобилей компании по всему миру, в том числе в Северной Америке. Он представит ряд новых технологий в линейке двигателей Ford, таких как:

• Смещенный коленчатый вал, помогающий снизить расход топлива
• Усовершенствованная сплит-система охлаждения, разработанная Ford, которая позволяет блоку цилиндров прогреваться раньше, чем головка блока цилиндров. Более быстрый прогрев блока цилиндров экономит топливо, особенно в холодную погоду
• Выпускной коллектор залит в головку блока цилиндров. Цельный узел снижает температуру выхлопных газов. Это позволяет двигателю работать в более широком диапазоне оборотов с оптимальным соотношением топлива и воздуха. Новая конструкция также снижает вес и позволяет двигателю работать более плавно
• Технологии EcoBoost, такие как турбонаддув, непосредственный впрыск и двойная независимая регулировка фаз газораспределения

Двигатель впервые был замечен в концепт-каре Ford Start, дебютировавшем на автосалоне в Пекине в 2010 году, и дебютировал в Европе в концепте минивэна B-Max на автосалоне в Женеве в 2011 году. Форд сказал, что более подробная информация о технических характеристиках и применении двигателя будет представлена ​​в сентябре на выставке IAA во Франкфурте.

8-ступенчатая коробка передач, собственный гибридный e-CVT

Ford также разрабатывает восьмиступенчатую автоматическую коробку передач, шаг, который позволяет ему идти в ногу с такими автопроизводителями, как BMW, который предлагает ее в 5-й серии, и Chrysler, который установит такую ​​коробку передач на свой флагманский седан 300. .

Ford не сообщил, какие автомобили получат трансмиссию.