Расположение и нумерация цилиндров в двигателях самых популярных марок автомобилей

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.

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.

Кривошипно-шатунный механизм

• Маховик поддерживает инерцию коленвала для вывода поршней из верхних или нижних крайних положений, а также для более равномерного его вращения.
• Коленчатый вал преобразует линейное движение поршней во вращение и передает его через механизм сцепления на первичный вал КПП.
• Шатун передает усилие, прикладываемое к поршню на коленчатый вал.
• Поршневой палец создает шарнирное соединение шатуна с поршнем. Изготавливается из легированной высокоуглеродистой стали с цементацией поверхности. По сути является толстостенной трубкой со шлифованной наружной поверхностью. Бывает двух видов: плавающий или закрепленный. Плавающие свободно перемещаются в бобышках поршней и во втулке, запрессованной в головку шатуна. Не выпадает палец из этой конструкции благодаря стопорным кольцам, устанавливающимся в пазы бобышек. Закрепленные удерживаются в головке шатуна за счет горячей посадки, а в бобышках вращаются свободно.

Используемые источники:

• https://www.vk-sto.by/blog/porjadok_raboty_cilindrov_v_tipovykh_dvs_na_4_6_8_cilindrov/2019-12-21-91
• https://krutimotor.ru/poryadok-raboty-tsilindrov-dvigatelya/
• https://reedr.ru/auto/poryadok-raboty-6-tsilindrovogo-dvigatelya/
• https://carnovato.ru/porjadok-raboty-cilindrov-dvigatelja/
• https://autolirika.ru/teoriya/poryadok-raboty-ryadnogo-4-cilindrovogo-dvigatelya.html

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.

—>Автозапчасти и СТО —>

Обычным автолюбителям, совершенно не обязательно знать порядок работы цилиндров двигателя. Ну, работает и работает. Да, с этим трудно не согласится. Не нужно до того момента, пока вы не пожелаете своими руками выставить зажигание или не займетесь регулировкой зазоров клапанов.
Не будет лишним знание о порядке работы цилиндров двигателя автомобиля, когда вам нужно будет подсоединить высоковольтные провода к свечам, либо трубопроводы высокого давления у дизеля. А если вы затеете ремонт головки блока цилиндров?

Ну согласитесь, смешно будет ехать на автосервис для того, чтобы правильно установить ВВ провода. Да и ехать-то как? Если двигатель троит.

Что значит порядок работы цилиндров двигателя?

Последовательность, с которой чередуются одноименные такты в разных цилиндрах и называется порядком работы цилиндров.

От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:

— расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное; — количество цилиндров; — конструкция распредвала; — тип и конструкция коленвала.

Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз. Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя.

Обязательным условием является то, что цилиндры, работающие последовательно, не должны находиться рядом. Для этого и разрабатываются производителями двигателей, схемы порядка работы цилиндров двигателя. Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1.

Газораспределительной фазой называют момент, в который начинается открытие и заканчивается закрытие клапанов. Измеряется фаза газораспределения в градусах поворота коленчатого вала по отношению к верхней и нижней мёртвым точкам (ВМТ и НМТ).

На протяжении рабочего цикла в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха. Промежуток между воспламенениями в цилиндре оказывает непосредственное влияние на равномерность работы мотора. Двигатель работает максимально равномерно при наименьшем промежутке воспламенения.

Данный цикл непосредственно зависит от количества цилиндров. Чем большим является число цилиндров, тем меньшим будет интервал воспламенения.

Порядок работы цилиндров у разных двигателей:

У двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ. Порядок работы цилиндров двигателя 402 – 1-2-4-3, в то время как порядок работы цилиндров двигателя 406 – 1-3-4-2.

Если углубится в теорию работы двигателя, но так, чтобы не запутаться, то мы увидим следующее. Полный рабочий цикл 4-х тактного двигателя проходит за два оборота коленвала. В градусах это равно 720. У 2-х тактного двигателя 3600.

Колена вала смещают на определенный угол для того, чтобы вал находился под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и тактности двигателя.

— Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между воспламенением составляет 1200).

— Порядок работы 8 цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между воспламенениями 900).

— Существует, например, порядок работы 12 цилиндрового двигателя W-образного: 1-3-5-2-4-6 – это левые головки блока цилиндров, а правые: 7-9-11-8-10-12

Для того, чтобы вам был понятен весь этот порядок цифр, рассмотрим пример. У 8 цилиндрового двигателя ЗиЛ порядок работы цилиндров следующий: 1-5-4-2-6-3-7-8. Кривошипы расположены под углом 900 .

Ремонт одноцилиндрового двигателя

Чтобы изучать особенности ремонта двигателей такого типа, необходимо кое-что знать о его основных проблемах. А он имеет всего одну проблему – это высокая температура. Так как потери тепла стали минимальными, трущиеся детали стали уязвимее к механическим нагрузкам, а значит, нуждаются в качественном охлаждении. Дело в том, что основная жидкость, которая на максимальном уровне контактирует с этими деталями – масло, не может обеспечить должного отвода тепла. Поэтому для такого мотора разрабатываются две системы охлаждения: воздушная и жидкостная со специальной системой термостатов.

Ремонт такого двигателя можно выполнить своими силами. Для этого нужен минимум знаний и стандартный набор инструментов. Если в процессе эксплуатации наблюдаются различные стуки, которые доносятся из головки блока цилиндров, то клапанный механизм нуждается в регулировке. Все регулировки производятся при снятом двигателе и демонтированной клапанной крышке. Кроме того, необходимо снять специальную крышку на генераторе, под которой расположена гайка. Вращая эту гайку, мы вращаем коленчатый вал, для установки поршня в верхнюю мертвую точку. Чтобы определить этот момент, необходимо довести до совмещения специальные метки на роторе. После этого, под кулачки распределительного вала устанавливают измерительные щупы и замеряют тепловые зазоры клапанов. Выполнять данную процедуру нужно, естественно, на холодном двигателе, иначе результат регулировки будет не правильным.

После этого, мотор необходимо собрать и проверить. Его устанавливают на агрегат и запускают. Если он работает ровно без шумов, то регулировка клапанов прошла успешно.

Вот и все. Вот так легко можно произвести ремонт одноцилиндрового четырехтактного двигателя своими руками без помощи мастеров автосервиса. Это поможет вам хорошо сэкономить на их услугах и даст вам бесценный опыт.

Пятицилиндровые

Это агрегаты с 5 цилиндрами, стоящими в ряд. Относительное смещение шатунных шеек коленвала – 72 градуса. Встречаются как двух- так и четырехтактные образцы, для первых (2 такта) стандартный порядок оптимальной работы блока цилиндров для данных двигателей – очередность активации 1–2–4–3–5. Ею обеспечивается равномерность возгорания топлива. Эти моторы широко применяются в судовой технике.

На легковых автомобилях инженерами сообщается иной порядок работе «горшков» 5 цилиндровых типичных двигателей – система 1–2–4–5–3.

Устройство автомобиля для чайников

На каждом штифте установлены по два шатуна: на первом — шатун первого и четвертого цилиндров, на втором — второго и пятого, на третьем — третьего и шестого цилиндров. Кривошипно-шатунные механизмы V-образных четырехтактных двигателей и схемы их работы показаны на рисунке 3.

Порядок работы цилиндров в таком двигателе 1-4-2-5-3-6.

В этих двигателях невозможно добиться равномерного чередования ходов цилиндров. Они проходят через 90˚ и 150˚.

Если первый цилиндр движется, четвертый цилиндр начинается под углом 90 °, второй цилиндр — под углом.150 °, пятый — 90 °, шестой — 150 °, что является существенным недостатком данного конструктивного решения расположения цилиндров в шестицилиндровом двигателе.

Принцип работы 4, 6, 8 цилиндрового двигателя

Например, когда они опускаются в первом и четвертом цилиндрах (первый цилиндр работает на рабочем такте, а четвертый — на впускном), поршни поднимаются во втором и третьем цилиндрах (второй цилиндр — выпускной, а третий — компрессионный). Картинка № 9.

Принципиальная схема последовательности работы четырехтактной последовательности Последовательность рабочих ходов в цилиндрах двигателя называется последовательностью цилиндров. Для испытанных четырехцилиндровых двигателей порядок работы 1-3-4-2.

Число ходов на оборот увеличивается с увеличением числа цилиндров, и коленчатый вал вращается более равномерно.

Так, например, четырехцилиндровый двигатель при каждом положении рабочего хода коленчатого вала в одном цилиндре, восьмицилиндровый — сразу в двух, а двенадцатицилиндровый — в трех цилиндрах.

Полезные советы и рекомендации

Прежде всего, если в работе двигателя возникли неполадки или сбои, в рамках диагностики важно знать, какой порядок работы цилиндров того или иного ДВС. Это позволяет более точно определить проблемные цилиндры, точнее проверить работу системы зажигания и т.д.

В свою очередь, во время ремонта двигателя, особенно если ДВС данного типа специалистом раньше не ремонтировался, настоятельно рекомендуется заранее изучить порядок работы цилиндров конкретного силового агрегата. Это позволяет избежать целого ряда проблем и ошибок при сборке мотора.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какой двигатель самый надежный. Из этой статьи вы узнаете о самых надежных двигателях автомобиля, какие моторы имеют самый большой ресурс и т. д.

Для того чтобы уточнить порядок работы цилиндров, необходимо изучить техническую документацию ремонтируемого двигателя. Помните, если не соблюдать порядок сборки двигателя, заметно возрастают риски последующей поломки силового агрегата.

Возможные причины поломки

При работе ДВС возможны различные неисправности. Чтобы их обнаружить, следует выполнить следующую последовательность действий:

1. Сначала надо завести машину. Мотор должен поработать на холостом ходу. В это время следует послушать, какие звуки исхдят из выхлопной трубы. Если слышны регулярные хлопки, то неисправен один из цилиндров. Причиной может быть неисправность свечей зажигания и отсутствие искры. Также неисправность может быть вызвана большим количеством поступающего воздуха или недостаточной компрессией в цилиндре.
2. Необходимо осмотреть свечи. При наличии нагара, влаги или окисления, нужно почистить. Проверить зазор между электродами, который должен составлять 0,8 – 0,9 мм.
3. Заменить все свечи зажигания независимо от их внешнего вида и пробега автомобиля.
4. При нерегулярных выхлопах, нужно осмотреть высоковольтные провода. На их наконечниках должны отсутствовать следы окисления, изоляция не должна быть повреждена. При обнаружении дефектов провод следует заменить.

Провода подключения к катушке

• Следует осмотреть крышку газораспределителя. На ней должен отсутствовать нагар и трещины. Угольный контакт нужно проверить на повреждения и изношенность.
• Необходимо осмотреть ротор. Он должен быть цельным и не иметь следов прогара. Все детали с дефектами следует заменить.
• Давление в цилиндрах допускается не ниже 1,1 Мпа, а разница компрессии не должна превышать 0,1 Мпа. Если показатели не соответствует, необходим ремонт мотора.

Если после выполненных действий проблемы остались, то нужно обратиться на станцию техобслуживания, чтобы пройти более точную диагностику двигателя ВАЗ 2109 и отрегулировать систему зажигания на стенде.

Теория работы ДВС

Общий принцип функционирования двигателей на бензине или дизтопливе известен, пожалуй, всем – топливо, сгорая в цилиндрах, создает давление газов, которые толкают поршни, и далее усилие преобразуется в крутящий момент, идущий на колеса.

Для того, чтобы двигатель работал равномерно, сгорание топлива происходит не во всех цилиндрах одновременно, а в определенном порядке. За его соблюдение отвечают:

• конструкция газораспределительного механизма;
• углы между кривошипами коленвала автомобиля;
• расположение цилиндров – V-подобное или рядное;
• устройство системы зажигания для бензиновых авто, и ТНВД – у дизельных.

Немного о ДВС

Знание об устройстве и работе автомобиля пойдет большим плюсом в личное дело любого автолюбителя. Особенно это касается движка – важнейшего элемента и сердца железного коня. ДВС имеет уйму разновидностей – начиная от типа горючего и заканчивая уникальными для каждого авто мелкими нюансами.

Но суть работы примерно одинакова:

1. Горючая смесь (топливо и кислород, без которого ничего гореть не будет) попадает в цилиндр двигателя и воспламеняется свечей зажигания.
2. Энергия взрыва смеси толкает поршень внутри цилиндра, который, опускаясь, вращает коленвал. При вращении, коленвал поднимает к распределительному валу (который отвечает за подачу смеси через клапана) следующий цилиндр.

Благодаря последовательной работе цилиндров, коленвал находится в постоянном движении, образуя крутящий момент. Чем больше цилиндров – тем легче и быстрее будет вращаться коленвал. Вот и нарисовалась схема, знакомая даже школьникам, не разбирающимся в матчасти – больше цилиндров – мощнее мотор.

Рабочий цикл

В зависимости от числа тактов, составляющих рабочей цикл, ДВС делятся на двухтактные и четырехтактные. Двухтактные двигатели не ставят на современные автомобили, они используются лишь на мотоциклах и в качестве пускателей тракторных силовых агрегатов. Цикл четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты:

1. Впуск ― выпускной клапан закрыт, впускной открыт, поршень движется вниз, производится всасывание воздушно-топливной смеси.
2. Сжатие ― все клапаны закрыты поршень движется вверх, сжимая воздушно-топливную смесь.
3. Рабочий ход ― клапаны остаются закрыты, по окончании предыдущего такта искра поджигает сжатую смесь. Поршень под действием давления газов, сгоревшей смеси, идет вниз вращая коленвал.
4. Выпуск ― по окончании предыдущего такта открывается выпускной клапан. Поршень, толкаемый коленвалом, движется вверх и вытесняет продукты горения в выхлопной коллектор.

Цикл дизеля отличается тем что при впуске всасывается только воздух. Топливо же впрыскивается под давлением после сжатия воздуха, а воспламенение происходит от контакта дизеля с разогретым от сжатия воздухом.

Порядок работы шестицилиндрового двигателя в зависимости от вида

Разные виды двигателей внутреннего сгорания могут иметь различный порядок работы, даже при одинаковом числе цилиндров.

Рядный ДВС

Отличительной чертой однорядного двигателя является расположение всех цилиндров в один ряд. Количество их может составлять от 2 до 6, но наиболее распространённый вариант – это 4 цилиндра. Подобные типы ДВС, в частности, ставятся на отечественные автомобили «АвтоВАЗа» и «ГАЗа».

Шестицилиндровые «однорядники» можно встретить на БМВ и прочих авто высокого класса. Их работа может происходить по одной из трёх возможных схем:

• 1-4-2-3-6-5;
• 1-5-3-6-2-4;
• 1-3-5-6-4-2 – также отступление от правила неочерёдности (5–6).

V-образные двигатели

Эта конструкция силового агрегата позволяет размещать цилиндры в два ряда, напротив друг друга. Подобная схема нашла широкое применение не только в автомобилестроении, но и в авиационных и корабельных двигателях. Основное преимущество V-образных ДВС состоит в их компактности, что особо актуально для мощных многоцилиндровых моторов.

Ряды цилиндров в них установлены под некоторым углом относительно друг друга: 45 о , 90 о , 120 о . Для установки в автомобили выпускаются 6…16-цилиндровые силовые агрегаты подобной конфигурации.

Одним из вариантов являются и W-образные ДВС, представляющие, по своей сути, спаренные традиционные V-образные моторы.

Принцип работы подобных силовых агрегатов состоит в последовательном вращении коленвала поршнями из противоположных рядов.

Пример. На «Феррари» традиционно устанавливается V-образная восьмёрка, где цилиндры имеют следующую нумерацию: с 1-го по 4-й включительно – левый ряд, а с 5-го по 8-й – второй ряд. Порядок работы такого мотора схематично выглядит таким образом: 1-5-3-7-4-8-2-6.

Оппозитный двигатель

Оппозитный ДВС представляет собой конструкцию, в которой цилиндры располагаются попарно, друг напротив друга. Но, в отличие от V-образного расположения, угол между ними составляет 180 о . Другая их отличительная черта – противоположные поршни совершают зеркальное движение, одновременно достигая нижней и верхней крайних точек.

Подобные конструкции традиционны для многих японских автомобилей, в частности, очень их «любят» конструкторы и «Хонда». В Европе они устанавливались на «Фольксваген-жук», некоторые модели «Порше», БМВ, «Альфа Ромео», «Феррари». Также оппозитники ставили на советские мотоциклы «Урал» и «Днепр».

Порядок работы оппозитной установки с углом расположения «шеек» коленчатого вала 60° выглядит следующим образом: 1-4-5-2-3-6 для шестицилиндровой модификации.

Автолюбитель, который знает принцип работы двигателя своего железного коня, может, при необходимости, самостоятельно производить регулировку его работы. Например, сможет выставить зажигание, либо отрегулировать зазор клапанов.

Рядные двигатели

Рядные двигатели – самый популярный и наиболее распространенный тип ДВС

Двигатель

Рядное расположение цилиндров можно назвать классическим, так как в первом в мире двигателе с двумя цилиндрами была применена именно эта компоновка. Расположение цилиндров в один ряд вызвано необходимостью приводить в движение общий коленвал.

История рядных двигателей

Первый двигатель внутреннего сгорания, схожий по конструкции с современной силовой установкой легкового автомобиля, был собран Этьеном Ленуаром в 1860 году. Двигатель имел всего один цилиндр, а его мощность составляла немногим больше одной лошадиной силы. Идея была немедленно подхвачена энтузиастами, которые начали искать способы увеличить мощность агрегата. Первоначально все перспективные разработки шли по пути увеличения объема  единственного цилиндра. Однако параллельно приходилось увеличивать размеры, а главное, вес поршня и шатуна. Полученные двигатели работали неравномерно, и основная причина заключалась в задержке между тактами воспламенении топливной смеси. От работы тяжелого кривошипно-шатунного механизма весь агрегат сотрясался, и, чтобы скомпенсировать тряску, разработчикам приходилось устанавливать массивный балансир.

Эффективный КПД любого поршневого ДВС, вне зависимости от количества цилиндров не превышает 60 %

В результате исследователи зашли в тупик: конструкция стала настолько тяжелой, что для эффективной работы требовалась дополнительная энергия. Получить ее можно было только одним доступным способом — увеличив объем цилиндра.  Развитие пошло по замкнутому кругу.

Выход из ситуации был найден, когда инженеры поняли, что коленчатый вал может приводиться в движение не одним, а несколькими поршнями. Логично было расположить добавочные цилиндры в ряд, что и было реализовано.

Вопреки распространенному мнению «компрессия» и «степень сжатия» — не одно и то же

Рядный четырехцилиндровый двигатель появился  в 1890 году. Его мощность была ничтожно мала (5 л. с. при 620 об/мин). Способ поднять мощность на тот момент уже был опробован, и заключался он в увеличении количества цилиндров, то есть, рабочего объема. Так появились шести-, восьми-, и даже двенадцатицилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

Устройство и принцип работы

Рядные двигатели в независимости от количества цилиндров устроены практически одинаково, и принцип их работы такой же, как и любого двигателя внутреннего сгорания. Цилиндры расположены в один ряд; поршни в цилиндрах движутся за счет сгорания топливной смеси и приводят в действии общий для всех цилиндров коленчатый вал. Головка блока для всех цилиндров одна.

Рядные двигатели могут быть сбалансированными и несбалансированными. Необходимость в балансировке двигателя обусловлена сложной формой коленвала и количеством цилиндров, предусмотренных конструкцией. Несбалансированность конструкции порождает сильную вибрацию, которая приводит к разрушению коленчатого вала. Шестицилиндровые двигатели сбалансированы лучше, чем четырехцилиндровые к несбалансированному. Поэтому к коленвалу четырехцилиндрового двигателя, при объеме свыше двух литров, могут быть добавлены дополнительные балансировочные (успокоительные) валы.

8 цилиндров вполне хватает для получения даже очень большого рабочего объема. Отчасти по этой причине двигатели с 10 и более цилиндрами не получили должного распространения

Рядная «четверка» может быть расположена под капотом как в продольном положении, так и в поперечном, в то время как агрегат с шестью расположенными в ряд цилиндрами поперек разместить практически невозможно.

Достоинства и недостатки

Распространенность четырехцилиндровых двигателей, несмотря на несбалансированность конструкции, оправдана: они просты в обслуживании, а главное, не занимают под капотом много места. Длина их блока идеальна для поперечного расположения в подкапотном пространстве небольшого легкового автомобиля.

Шестицилиндровые агрегаты лучше сбалансированы, но длина их блока снижает возможности их использования. Длинный коленчатый вал требует очень высокого качества изготовления и потенциально слишком уязвим. 

Развитие принципа рядного двигателя

В какой-то момент порог эффективного увеличения количества цилиндров рядного двигателя был достигнут, так как с дальнейшим увеличением их количества пришлось бы непомерно удлинять коленчатый вал, существенно увеличивая вероятность его поломки. Остановившись на 8 цилиндрах, разработчики задумались о других возможных конструкциях с единственным коленвалом небольшой длины. Результатом их усилий стало появление V-образных, оппозитных и иных типов двигателей. 

Какое расположение цилиндров?

[WapCar] Форма расположения цилиндров относится к форме расположения каждого цилиндра многоцилиндрового двигателя. Простыми словами, это форма образования, выбрасываемая цилиндром двигателя.

Распространенные формы расположения цилиндров: рядные (L или I), V-образные (V), W-образные (W), горизонтально-оппозитные (H), роторные (R) и VR-типа (VR)).

Рядный двигатель

Рядные двигатели обычно обозначаются аббревиатурой L. Например, L4 означает рядные 4 цилиндра. В настоящее время рядная компоновка является наиболее широко используемой компоновкой цилиндров, особенно в двигателях с рабочим объемом менее 2,5 л.

В этой компоновке все цилиндры двигателя расположены рядом в плоскости под одним углом, и используется только одна головка блока цилиндров. При этом конструкция блока цилиндров и коленчатого вала относительно проста, как будто цилиндры стоят в колонну.

В частности, у нас обычно есть четыре типа L3, L4, L5, L6 (число представляет количество цилиндров). Преимуществами двигателя этой компоновки являются компактный размер, высокая стабильность, хорошие характеристики крутящего момента на низких скоростях и меньший расход топлива, что, конечно, также означает более низкие производственные затраты.

В то же время рядная компоновка цилиндров двигателя также более компактна, может адаптироваться к более гибкой компоновке, а также удобна для размещения устройств нагнетателя. Но главный его недостаток в том, что мощность самого двигателя невелика, и он не подходит для автомобилей с более чем 6 цилиндрами.

V-образный двигатель

Так называемый V-образный двигатель просто означает, что все цилиндры разделены на две группы, а соседние цилиндры расположены под определенным углом (угол между осевыми линиями левого и правого рядов цилиндров γ<180°) , так что две группы цилиндров образуют угловую плоскость. Если смотреть сбоку, цилиндр V-образного типа (обычный угол составляет 60 °), поэтому он называется двигателем V-типа.

По сравнению с представленной нами выше рядной компоновкой V-образный двигатель сокращает длину и высоту кузова, а более низкое положение установки позволяет проектировщикам спроектировать кузов с меньшим коэффициентом аэродинамического сопротивления. В то же время он выигрывает от оппозитного расположения цилиндров. Это также может компенсировать часть вибрации и сделать двигатель более плавным.

Например, некоторые модели среднего и высокого класса, стремящиеся к комфортному и плавному вождению, по-прежнему настаивают на использовании двигателей с V-образной компоновкой большого рабочего объема, а не на более технологически продвинутом «двигателе с рядной компоновкой малого рабочего объема + нагнетатель». силовая комбинация.

В двух словах: мы можем понять, что цилиндр двигателя имеет V-образную компоновку, которая, можно сказать, преодолевает некоторые недостатки традиционной рядной компоновки на конструктивном уровне. Но опять же, точная конструкция усложняет процесс изготовления, и в то же время неудобна установка других вспомогательных устройств из-за большой ширины корпуса.

Двигатель типа W

Многие считают, что так же, как цилиндры V-образного двигателя расположены по V-образному типу, цилиндры W-образного двигателя также должны быть расположены по W-образному. На самом деле нет, это лишь приблизительно W-образное расположение. Строго говоря, это должен быть V-образный двигатель и как минимум вариант V-образного двигателя. Двигатель W-типа — это эксклюзивная технология немецкого концерна Volkswagen.

По сравнению с двигателем V-типа, W-тип может сделать двигатель короче, а коленчатый вал также может быть короче, что может сэкономить место, занимаемое двигателем, и вес также может быть легче, но его ширина больше , делая моторный отсек более наполненным.

Самая большая проблема с двигателем W-типа заключается в том, что двигатель разделен на две части от целого, что неизбежно вызовет большую вибрацию во время работы. В ответ на эту проблему Volkswagen разработал два балансирных вала, вращающихся в противоположных направлениях, на двигателе W-типа, так что вибрации двух частей гасят друг друга внутри.

Горизонтально-оппозитный двигатель

Как упоминалось выше во введении к двигателю V-образного цилиндра, внутренний угол, образованный компоновкой V-образного типа, обычно составляет 60° (угол между центральными линиями левого и правого рядов цилиндров γ<180°), в то время как угол цилиндра горизонтально-оппозитного двигателя составляет 180 °.

Однако стоимость производства и сложность процесса горизонтально-оппозитного двигателя довольно высоки, поэтому в настоящее время в мире используются только Porsche и Subaru.

Преимущество

Самым большим преимуществом горизонтально-оппозитного двигателя является его низкий центр тяжести. Поскольку его цилиндр «плоский», он не только снижает центр тяжести автомобиля, но и делает переднюю часть автомобиля плоской и низкой. Эти факторы могут повысить устойчивость автомобиля при вождении.

При этом горизонтально-оппозитное расположение цилиндров представляет собой симметричную и устойчивую конструкцию, что делает работу двигателя более плавной, чем у V-образного двигателя, а потери мощности при работе также минимальны. Конечно, более низкий центр тяжести и сбалансированное распределение также улучшают управляемость автомобиля.

Недостаток

Тогда почему другие производители не разрабатывают горизонтально-оппозитные двигатели? В дополнение к сложности горизонтально расположенной конструкции трудно решить такие проблемы, как смазка маслом.

Горизонтальный цилиндр заставляет масло течь вниз под действием силы тяжести, так что одна сторона цилиндра не может быть достаточно смазана. Очевидно, что и Porsche, и Subaru хорошо решили многие технические проблемы, но требования к высокой точности изготовления также привели к увеличению затрат на техническое обслуживание, а из-за более широкого кузова это не способствует компоновке.

Роторный двигатель

По сравнению с обычной компоновкой цилиндров L-типа и V-типа многие друзья могут быть незнакомы с двигателем с треугольным ротором. Роторный двигатель, также известный как двигатель цикла Миллера, был изобретен немцем Фейгасом Ванкелем, а позже эта технология была приобретена Mazda.

Все мы знаем, что: в традиционном цилиндровом поршневом двигателе поршень при работе совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре, и для преобразования линейного движения поршня во вращательное необходимо использовать кривошипно-шатунный механизм .

Роторный двигатель отличается тем, что он напрямую преобразует силу сгорания и расширения горючего газа в крутящий момент. По сравнению с поршневым двигателем роторный двигатель устраняет бесполезное прямолинейное движение, поэтому роторный двигатель той же мощности меньше по размеру, легче по весу и ниже по вибрации и шуму, что имеет большие преимущества.

Принцип работы

Когда треугольный ротор вращается, внутреннее зубчатое колесо с центром в центре треугольного ротора входит в зацепление с шестерней, центрированной в центре выходного вала. Шестерня закреплена на цилиндре и не вращается. Отношение числа зубьев внутреннего венца к шестерне 3:2. Вышеупомянутое соотношение движения делает траекторию движения вершины треугольного ротора (то есть форму стенки цилиндра) похожей на форму «8».

Треугольный ротор делит цилиндр на три независимых пространства. Три пространства завершают забор воздуха, сжатие, работу и выхлоп соответственно. Треугольный ротор вращается за один оборот, а двигатель зажигается и совершает работу трижды. Ротор роторного двигателя работает каждый раз, когда он вращается.

По сравнению с обычным четырехтактным двигателем, который работает только один раз за два оборота, он имеет преимущество в высоком отношении мощности к объему (меньший объем двигателя может обеспечить большую мощность). Кроме того, благодаря осевым рабочим характеристикам роторного двигателя он может достигать высоких рабочих скоростей без необходимости точной балансировки коленчатого вала.

Весь двигатель состоит только из двух вращающихся частей. По сравнению с обычным четырехтактным двигателем с более чем 20 подвижными частями, такими как впускные и выпускные клапаны, конструкция значительно упрощена, а вероятность отказа значительно снижена.

В дополнение к вышеперечисленным преимуществам, преимущества роторных двигателей также включают малый размер, малый вес и низкий центр тяжести. Соответствующим недостатком является то, что двигатель легко пропускает воздух из-за износа материала сальника после периода использования, что увеличивает расход топлива. Кроме того, его уникальная механическая конструкция также затрудняет техническое обслуживание таких двигателей.

Двигатель ВР

Двигатель VR также является эксклюзивным продуктом Volkswagen. В 1991 году Volkswagen разработал двигатель V6 2,8 л с углом развала цилиндров 15°, названный VR6, и установил его на Golf третьего поколения. Этот тип двигателя компактен, его ширина близка к рядному двигателю, а длина ненамного больше, чем у рядного 4-цилиндрового двигателя.

Угол наклона цилиндра двигателя VR очень мал, два цилиндра почти параллельны, а отверстия в свече зажигания на крышке цилиндра почти на одной линии. Двигатель VR характеризуется очень небольшими размерами, поэтому он очень подходит для переднемоторной платформы автомобилей серии Volkswagen, поскольку переднеприводное шасси Volkswagen с передним расположением двигателя имеет вертикальную конструкцию, а двигатель находится перед передней осью. , поэтому двигатель не может быть слишком длинным.

Иначе трудно устроить переднюю подвеску.

Этот двигатель очень компактен, несмотря на то, что это V-образный двигатель, поскольку два цилиндра расположены очень близко друг к другу, требуется только одна головка блока цилиндров. Это намного дешевле, чем 90-градусный и 60-градусный V6 (потому что у обычного V-цилиндрового двигателя необходимо обработать две головки блока цилиндров. Если это машина с V-образным цилиндром DOHC, необходимо обработать 4 распределительных вала, поэтому стоимость очень высоко).

Но реальная ситуация такова, что для V-образного 6-цилиндрового двигателя угол 60 градусов является оптимальной конструкцией, что доказано многочисленными научными экспериментами. Поэтому большинство двигателей V6 используют эту компоновку. Однако, чтобы разместить двигатель V6 в меньшем пространстве, Volkswagen Group разработала угол наклона 15 градусов и меньший двигатель VR6.

По мощностным параметрам он не уступает обычному двигателю V6, но в начале разработки выявил явные проблемы с джиттером. Хотя проблема была значительно улучшена за счет ряда балансировочных и стабилизационных мер, она все еще не может выйти за рамки изменения собственных структурных характеристик. Подобно тому, как вибрация обычного рядного двигателя обычно больше, чем у V-образного двигателя, VR6 имеет меньший угол наклона от конструкции. Это определяет, что его вибрация будет больше, чем у V6.

типов компоновок двигателей — Inline, V, VR, Rotary и многое другое!

В этом выпуске мы снова поднимаем еще одну интересную тему, связанную с автомобильными технологиями. Если вы здесь впервые, мы постараемся рассмотреть сложные технические аспекты автомобильной техники и объяснить их читателям в простой форме, чтобы вы могли понять технологию, лежащую в основе множества вещей в вашем автомобиле, без хлопот маневрирования через сложности понятий. Именно это побудило нас искать новые и интересные темы и готовить для вас статьи. Тема на сегодня — типы компоновок двигателей, которые распространены в серийных автомобилях. Давайте погрузимся в самую гущу этого.

Читайте также: Что такое интеркулеры? Каковы их функции и работа?

Типы компоновок двигателей

Слушая или читая список технических характеристик любого автомобиля, вы, должно быть, слышали термины рядный, V или VR, которые являются наиболее распространенными типами конфигурации двигателя для большинства автомобилей по всему миру. Вы когда-нибудь задумывались, что это может означать или каковы возможные причины таких конфигураций? Разве мы не можем иметь единую основную конфигурацию, которая работает для всех автомобилей? Что ж, ответ не так прост. Существуют различные виды автомобилей с различными требованиями и средами. Не все автомобили служат одной и той же цели для всех. Некоторые люди покупают автомобили только для того, чтобы передвигаться из одного места в другое. Другие люди заинтересованы в получении максимальной производительности от своих автомобилей. Следовательно, они ищут что-то спортивное и быстрое. Другие люди хотят иметь комфортную езду и плавную работу, чтобы насладиться роскошью автомобиля. Для всех этих сценариев подходят разные типы компоновок двигателей. Поэтому давайте рассмотрим различные виды конфигураций двигателей и их характеристики.

Также читайте: Как мощность и крутящий момент преодолевают силы сопротивления в автомобиле?

Рядный двигатель

Несомненно, наиболее распространенным типом двигателя, используемого сегодня в транспортных средствах, является рядный двигатель. Имеется в виду то, что цилиндры двигателя размещены в одну единственную линию. Существуют различные характеристики таких механизмов. Это включает в себя простую конструкцию, относительно сбалансированную работу двигателя, простоту обслуживания и более низкую стоимость производства, поскольку они являются наиболее распространенными типами двигателей. Конфигурация с рядным цилиндром может иметь любое количество цилиндров, прикрепленных к ней, но обычно вы найдете рядные двигатели с 1, 2, 3, 4, 5, 6 цилиндрами, которые в основном используются в серийных автомобилях. Для рядных цилиндров требуется только одиночный/двойной верхний распределительный вал, одинарный коленчатый вал и шатун. В этом причина простоты этих механизмов.

Читайте также: Что такое торможение двигателем? Как работает система охлаждения?

Для мотоциклов наиболее распространенным типом компоновки двигателя является одноцилиндровая компоновка. В некоторых небольших автомобилях используются два или три цилиндра. В настоящее время концепция уменьшения размеров очень распространена, что сделало бензиновые рядные 3-цилиндровые двигатели с турбонаддувом очень распространенными. Это также идеальное решение для сокращения выбросов и повышения производительности двигателя с меньшей мощностью. Рядный 3 может иметь определенные вибрации из-за нечетного количества цилиндров, создающих различные силы. В случае с рядным 4-цилиндровым двигателем вторичные силы от движения поршней требуют дополнительного уравновешивающего вала для противодействия силам, обеспечивающим плавную работу двигателя.

По мере увеличения количества цилиндров пространство, занимаемое рядным расположением цилиндров, также увеличивается, что затрудняет его установку в двигатель автомобиля. Поэтому рядные 5, 6 и выше в наши дни не очень распространены.

Читайте также: Обычное топливо или топливо премиум-класса. Следует ли использовать топливо премиум-класса в своем автомобиле?

V-образные двигатели

При увеличении числа цилиндров V-образное расположение дает больше преимуществ по сравнению с рядным расположением. По сути, это относится к двум рядным рядам цилиндров, которые закреплены под углом, образующим букву V, отсюда и название. Они намного компактнее, чем встроенные, из-за меньшей длины. Но в то же время они немного шире. В целом, 6, 8, 10 или 12 цилиндров обычно устанавливаются на автомобили с помощью V-образной компоновки. Двигатели V-образного типа очень плавные и сбалансированные, что является неотъемлемым свойством такой компоновки. В большинстве современных автомобилей, если количество цилиндров больше 4, это, скорее всего, будет V-образное расположение. Типичными примерами являются V6, V8, V10 или V12. Зоны впуска и выпуска должным образом разделены в этом типе компоновки из-за использования двух рядов цилиндров. Горячая и холодная зоны разделены здесь.

Читайте также: Как работает OBD (бортовая диагностика)?

Двигатели VR

Двигатели типа VR стали популярными в основном благодаря группе Volkswagen, которая использовала эту компоновку во многих своих продуктах. Это очень уникальный дизайн, поскольку он берет лучшее из обоих миров. Он имеет характеристики V в плане производительности и плавности хода, что обеспечивает более компактную конструкцию. Это позволяет использовать большие двигатели VR6 и в небольших автомобилях. Однако в наши дни такие двигатели не очень распространены.

Читайте также: Что такое детонация в двигателе? Каковы его последствия? Как это предотвратить?

Двигатели W, H, U

Все эти компоновки, по существу, представляют зрительный образ, который они формируют при определенной компоновке. Схема W-типа представляет собой две схемы V-типа, для работы которых требуется гораздо больше компонентов. Но для мощных автомобилей требуется больше цилиндров, и стоимость, как правило, не является проблемой. Поэтому такие механизмы очень часто используются в дорогих роскошных спортивных автомобилях.

Читайте также: Что такое каталитические нейтрализаторы? Как они уменьшают загрязнение?

Роторные двигатели

Роторные двигатели представляют собой действительно уникальную концепцию, успешно реализованную такими компаниями, как Porsche. Их также называют двигателями Ванкеля или двигателями Ванкеля. Процедура сильно отличается от обычной поршневой системы с возвратно-поступательным движением цилиндра. Здесь гораздо меньше движущихся компонентов, а работа очень плавная. Имеется изогнутый треугольный компонент, внутри которого установлен ротор. Этот ротор напрямую соединен с эксцентриковым выходным валом или ведущим валом. В треугольном компоненте есть отверстия, а ротор прикреплен к статической шестерне, вокруг которой он вращается. Существует множество герметиков, используемых для обеспечения герметичности всей операции. Потому что, если между вращающимися компонентами слишком большое трение или меньший контакт, это приведет к потере мощности из-за отсутствия надлежащего сжатия.

Читайте также: Что такое регулировка фаз газораспределения и подъема? Как они влияют на производительность и эффективность?

Они спроектированы очень тщательно, и, поскольку в них нет возвратно-поступательных компонентов, вибрации намного меньше. Работа очень плавная, и подача энергии также постоянна. Это связано с тем, что в каждый момент времени во время работы процессы впуска, сгорания и выхлопа происходят одновременно. В этом прелесть роторного двигателя. Кроме того, поскольку он не установлен вертикально и в нем нет поршней, центр тяжести автомобиля/двигателя находится очень низко. Поэтому управляемость и плавность хода автомобиля сажают. Они намного компактнее, чем встроенные или V-образные. Обслуживание низкое из-за небольшого количества компонентов в целом. Вот видео, которое поможет вам быстро понять принцип работы роторного двигателя.

Читайте также: Типы турбокомпрессоров – VGT, Twin-Turbo, Twin-Scroll, Sequential и E-Turbo!

Мы надеемся, что эта статья пролила некоторый свет на типы двигателей и их назначение.