Порядок роботи багатоциліндрового двигуна

залежить від типу двигуна (розташування циліндрів) і кількості циліндрів у ньому.

Щоб багатоциліндровий двигун працював рівномірно, такти розширення повинні прямувати через рівні кути повороту колінчастого валу (тобто через рівні проміжки часу). Для визначення цього кута тривалість циклу, виражену в градусах повороту колінчастого валу, поділяють на число циліндрів. Наприклад, чотирициліндровий чотиритактний двигун такт розширення (робочий хід) відбувається через 180° (720: 4) по відношенню до попереднього, тобто через половину обороту колінчастого валу. Інші такти цього двигуна чергуються через 180°. Тому шатунні шийки колінчастого валу у чотирьох циліндрових двигунів розташовані під кутом 180 ° одна до іншої, тобто лежать в одній площині. Шатунні шийки першого та четвертого циліндрів спрямовані в один бік, а шатунні шийки другого та третього циліндрів – у протилежний бік. Така форма колінчастого валу забезпечує рівномірне чергування робочих ходів і хорошу врівноваженість двигуна, оскільки всі поршні одночасно приходять у крайнє положення (два поршні вниз і два вгору).

Послідовність чергування однойменних тактів у циліндрах називають порядком роботи двигуна. Порядок роботи чотирициліндрових вітчизняних тракторних двигунів 1-3-4-2. Це означає, що після робочого ходу в першому циліндрі наступний робочий хід відбувається в третьому, потім четвертому і, нарешті, у другому циліндрі. Певна послідовність дотримується і інших багатоциліндрових двигунах.

При виборі порядку роботи двигуна конструктори прагнуть більш рівномірно розподілити навантаження на колінчастий вал.

Однойменні такти чотиритактного шестициліндрового двигуна здійснюються через поворот колінчастого валу на 120°. Тому шатунні шийки розташовані попарно у трьох площинах під кутом 120 °. У чотиритактного восьмициліндрового двигуна однойменні такти відбуваються через 90° повороту колінчастого валу та його шатунні шийки розташовані хрестоподібно під кутом 90° одна до одної.

У восьмициліндровому чотиритактному двигуні за два обороти колінчастого валу відбувається вісім робочих ходів, що сприяє його рівномірному обертанню.

Порядок роботи восьмициліндрових чотиритактних двигунів 1-5-4-2-6-3-7-8, а шестициліндрових 1-4-2-5-3-6.

Знаючи порядок роботи циліндрів двигуна, можна правильно розподілити дроти зі свічок запалювання, приєднати паливопроводи до форсунок та відрегулювати клапани.

22 Сили та моменти, що діють у кмш одноциліндрового двигуна

При такті "згоряння-розширення" сила Р1, прикладена до поршневого пальця, складається з двох сил:

сили P тиску газів на поршень

сили інерції Pі (сила інерції змінна за величиною та напрямом)

Сумарну силу P1 розкласти на дві сили: силу S, спрямовану вздовж осі шатуна, і силу N, що притискає поршень до стінок циліндра.

Силу S перенесемо в центр шатунної шийки, а до центру колінчастого валу докладемо дві рівні силі S і паралельні сили S1 і S2. Тоді спільна дія сил S1 і S створить (на плечі R) момент, що крутить, що приводить в обертання колінчастий вал, а сила S2 навантажить корінні підшипники і через них буде передаватися на картер двигуна.

Розкладемо силу S2 на дві перпендикулярно спрямовані сили N1 та Р2. Сила N1 чисельно дорівнює силі N, але спрямована у протилежний бік; спільна дія сил N і N1 утворює момент Nl, який прагне перекинути двигуну бік, зворотний обертання колінчастого валу. Сила P2 чисельно дорівнює силі Р1, діє вниз, а сила Р діє головку циліндра вгору, тобто. у протилежний бік. Різниця між силами Р і P1 є силою інерції поступово рухомих мас Ри. Найбільшої величини ця сила досягає у момент зміни напрямку руху поршня.

Маси, що обертаються, шатунної шийки, щік кривошипа і нижньої частини шатуна створюють відцентрову силу Рц, спрямовану по радіусу кривошипа у бік центру обертання.

Таким чином, в кривошипно-шатунному механізмі одноциліндрового двигуна, крім крутного моменту, що виникає на колінчастому валу, діє ряд неврівноважених моментів і сил, як:

реактивний, або перекидальний момент Nl, що сприймається опорами двигуна через картер

сила інерції мас, що поступово рухаються Ри, спрямована по осі циліндра

відцентрова сила обертових мас Рц, спрямована по кривошипу валу

Бічна сила N досягає найбільшої величини при розширенні газів, коли поршень притискається до лівої стінки циліндра, чим пояснюється її зазвичай більший знос.

Зазвичай автовласники не замислюються про порядок активності циліндрів двигуна свого автомобіля, обмежуючись знанням числа таких. І в більшості випадків просто немає потреби заглиблюватися в такі технічні деталі. Але інформація про роботу циліндрів виявляється корисною, коли потрібно, наприклад, виставити запалення або відрегулювати клапана, в інших ситуаціях самостійного налагодження та ремонту, коли потрібно відремонтувати автомобіль без можливості дістатися до СТО, або просто за бажання зробити все самому. Далі ми дізнаємося, який порядок роботи 4-циліндрового двигуна, і з'ясуємо послідовність деяких інших компоновок.

Теорія роботи ДВЗ

Загальний принцип функціонування двигунів на бензині або дизпаливі відомий, мабуть, усім - паливо, згоряючи в циліндрах, створює тиск газів, які штовхають поршні, і далі зусилля перетворюється на крутний момент, що йде на колеса.

Для того щоб двигун працював рівномірно, згоряння палива відбувається не у всіх циліндрах одночасно, а в певному порядку. За його дотримання відповідають:

• конструкція газорозподільного механізму;
• кути між кривошипами коленвала автомобіля;
• розташування циліндрів - V-подібне або рядне;
• пристрій системи запалення для бензинових автомобілів, і ТНВД – у дизельних.

Як проходить робочий цикл

Весь процес упорскування палива, його запалення, роботи поршнів та викиду відпрацьованих газів називається «робочим циклом». Розглянемо його на прикладі бензинового чотиритактного ДВС, стандартного для багатьох легкових автомобілів.

Цикл, як видно з назви, ділиться на чотири такти роботи:

• Впуск.

У цьому стані впускний клапан у відкритому стані, випускний, навпаки, закритий, поршень йде в нижньому напрямку, в циліндр потрапляє підготовлена ​​паливоповітряна суміш.

• Стиснення.

Всі клапани циліндра закриті, а поршень рухається вгору і стискає впорану раніше суміш до заданих параметрів.

• Робочий хід.

Клапани, як і раніше, відкриті, суміш підпалюється, утворюючи гази. Їхній тиск починає рухати поршень вниз, а останній обертає колінвал.

• Випуск.

Після завершення робочого ходу клапан випуску відкривається, колінвал рухає поршень вгору, і той витісняє відпрацьовані гази випускний колектор.

Ілюстрація процесу:

Цікаво: у дизельного двигуна цикл інший. При впуску всмоктується тільки повітря, а пальне впорскується за допомогою ТНВД після стиснення повітряної маси в циліндрі. контактуючи з розігрітим від стиснення повітрям, дизпаливо спалахує.

Щоб забезпечити стабільну і безперервну роботу, пальне в циліндрах (іноді званих горщиками) займається в особливій послідовності. Порядок роботи двигуна повинен дотримуватися, щоб створювалася рівномірна дія на колінвал.

Черговість циліндрів

Циліндри мають номери, в документації їх описують у форматі A-B-C-D, де замість букв вказується цифрове позначення. Порядок нумерації починається з боку ланцюга або ременя ГРМ - з віддаленого від коробки передач циліндра. Той, що має номер 1, називається головним.

Важливо: якщо циліндри працюють послідовно, вони повинні бути розташовані поруч. Саме з урахуванням цієї умови виробники двигунів розробили певні схеми порядку чергування тактів.

Циліндри оснащені клапанами, через які здійснюється впуск та випуск газів. Клапанами керує спеціальний пристрій - розподільний вал, на поверхні якого особливим чином розташовані спеціальні кулачки. Саме їхнє розташування відповідає за порядок роботи: профіль кулачка та його висота впливає на моменти закриття-відкриття, величину перерізу проходу для газів, а також на те, як рухатиметься клапан залежно від поточного кута коленвала.

Один з варіантів розподільного валу:

Колінвал:

Цикл стандартного ДВС на 4 такти проходить за 2 обороти, або за 720 градусів (360 та 360). Розташовані на валу "колінця" зміщені на деякий кут таким чином, щоб зусилля з поршнів двигуна постійно передавалося на вал. Згаданий кут - величина, яка залежить від моделі двигуна, тактності такого, і кількості циліндрів.

Розглянемо типовий порядок деяких двигунів.

Рядний 4-циліндровий

Існує дві популярні компонування таких ДВС:

• рядна;
• опозитна.

Перше означає розташування циліндрів послідовно, один ряд, а поршні мотора обертають загальний коленвал. Двигуни нерідко описують скороченням I4 або L4, можна також зустріти назву Inline 4 та варіації. Інженери мають циліндри і вертикально, і під деяким кутом - в залежності від конструкції двигуна.

Приклад блоку циліндрів:

Це циліндрове компонування набуло широкого поширення в масових моделях автомобілів, а також у тих транспортних засобах, де важлива простота обслуговування та ремонту – позашляховиків, машин, призначених для роботи в таксі, і т.д.

Кривошипи 1 і 4 циліндрів у конструкції колінвала рядного чотирициліндрового двигуна розташовані під кутом 180 град., і під кутом 90 – до кривошипів циліндрів 2 і 3. Щоб створити оптимальне співвідношення рушійних сил, що діють на кривошипи, двигуни діють у послідовностях:

• система 1-2-4-3 - менш популярна;
• Основний варіант 1-3-4-2.

З вітчизняних машин порядок роботи чотирициліндрового двигуна другого виду використаний, наприклад, в продукції концерну ВАЗ, а перший актуальний для деяких двигунів ЗМЗ.

4-циліндрове оппозитне компонування

У такому моторі горщики розміщені в два ряди під 180 градусів. Це дозволяє зробити силовий агрегат збалансованим та знизити центр тяжіння, а колінвал отримує менші навантаження. Завдяки цьому мотор подібного компонування, при тій же масі, видає більше потужності, що знімається, і оборотів.

Циліндри в цих ДВЗ працюють за відмінною схемою: основна 1–3–2–4, та альтернативна 1–4–2–3.

Тут поршні досягають т.зв. «верхньої мертвої точки», що часто скорочується до ВМТ, одночасно з обох сторін.

Цікаво: зустрічаються машини з V-подібними агрегатами на 4 циліндри, але подібні зразки на ринку відносно рідкісні, основну масу складають рядні та опозитні.

П'ятициліндрові

Це агрегати з 5 циліндрами, що стоять у ряд. Відносне усунення шатунних шийок коленвала – 72 градуси. Зустрічаються як дво-, так і чотиритактні зразки, для перших (2 такти) стандартний порядок оптимальної роботи блоку циліндрів для цих двигунів – черговість активації 1–2–4–3–5. Нею забезпечується рівномірність спалаху палива. Ці мотори широко застосовуються в судновій техніці.

На легкових автомобілях інженерами повідомляється про інший порядок роботи «горщиків» 5 циліндрових типових двигунів – система 1–2–4–5–3.

Блок циліндрів:

Як діють ДВС V6

Для ефективності порядку роботи сучасних шестициліндрових двигунів такий будується також за особливою системою. Типовий порядок роботи 6 циліндрового двигуна рядного виконання – метод 1-5-3-6-2-4. У аналізованому форм-факторі силовий агрегат виходить досить довгим і вимагає великого простору підкапотного.

Щоб знизити габарити, іноді застосовують "ве-подібну" систему. Схема порядку роботи горщиків 6 циліндрових сучасних двигунів, V образного форм-фактора - черговість активації 1-4-2-5-3-6.

Цікаво: аналізована шестициліндрова конструкція вважається однією з найменш збалансованих.

Агрегат від Audi, для якого актуальний зазначений порядок роботи V-подібного шестициліндрового автомобільного двигуна:

ДВС на 8 циліндрів

Через габарити двигуни робляться V-подібного компонування.

Восьмициліндровий ДВС від Chevrolet:

Можливий порядок роботи восьмициліндрового двигуна сучасної машини:

• варіант 1–5–4–2–6–3–7–8 – основний;
• принцип 1-8-4-3-6-5-7-2 - інша варіація.

Відмінність ця уявна і відбулася через різницю в підрахунку циліндрів. У США циліндр 1 розташований спереду за рухом авто, ліворуч, а в європейській системі – праворуч. Нумерація циліндрів проводиться в шахової послідовності, у напрямку назад і зліва направо, тому обидві класифікації представляють, по суті, те саме, що ілюструє схема:

Інтервал між запаленням палива 90 град.

Як визначити порядок

Щоб дізнатися, за якою схемою працює двигун, необхідно вивчати документацію на автомобіль і конкретний силовий агрегат, візуально визначити це важко.

Завжди дотримувався думки, що якщо ти їздиш на машині, то маєш хоча б віддалено уявляти як ця штуковина працює. Хоча б загальні засади. У цьому немає мінусів, зате є купа плюсів: по шуму в підвісці вже приблизно можна визначити, що саме "болить", можна самостійно провести дрібний ремонт, при цьому не зламавши ще щось, поки чиниш поломку, зрештою вас буде складніше "розвести" минулому автомеханіку.

Найголовніша частина автомобіля – ДВС. Двигун внутрішнього згоряння. Є безліч видів цих самих двигунів, починаючи від бензин/дизель/газ/невідома субстанція і закінчуючи мінімальними відмінностями в конструкції "серця автомобіля".
Найбільший клас - це бензинові та дизельні мотори.
Бувають найчастіше чотирьох, шести, восьми, та дванадцятициліндровими.
Коротко пробіжимося за основними принципами роботи та поняттями.
Циліндр – така штука, знизу в якій є поршень (як у шприцах), а зверху – свічка запалювання. У циліндр подається паливо з повітрям, свічка дає іскру, суміш вибухає, поршень пішов униз, піднімаючи коштами коленвала інший поршень в іншому циліндрі.


Розподіл - виглядає як хтось вирішив посмажити шашлик з варених яєць. Потрібен для регулювання впуску-випуску різних сумішей у циліндри.
Колінвал - залізяка, яка з'єднана з поршнями в циліндрах, виглядає так, наче хтось йде на рекорд у грі "змійка" на старій Нокії. Виглядає так тому, що поршні мають однаковий розмір, але повинні кожен знаходиться на своїй висоті в циліндрах.


Колінвал по засобах магії перетворює вибухи в циліндрах в момент, що крутить, а потім в гуму, що димить.
Циліндри ніколи не працюють одночасно. І не працюють по черзі (якщо не йдеться про двоциліндровий моторчик).
Порядок роботи циліндрів залежить від:
- розташування циліндрів у ДВС: однорядне, V-подібне, W-подібне.
- кількість циліндрів
- конструкція розподільного валу
- тип та конструкція коленвала.

Отже, робочий цикл двигуна складається із газорозподільних фаз. Все навантаження на колінвал має бути рівномірним, щоб цей самий вал не зламати ненароком і щоб двигун працював рівномірно.
Ключовий момент - циліндри, що послідовно працюють, ніколи не повинні знаходиться поруч. Головним циліндром є циліндр #1.


У двигунів одного типу, але різних модифікацій робота циліндрів може відрізнятися.
Чотириста другий двигун ЗМЗ працює так: 1-2-4-3, а чотириста шостий: 1-3-4-2.

Повний робочий цикл чотиритактного двигуна проходить у два повні обороти коленвала.

Коліни колінвала розташовані під певними кутами, щоб поршням було простіше обертати. Кут залежить від кількості циліндрів та тактності двигуна.
У стандартного однорядного 4-циліндрового двигуна чергування тактів відбувається через 180 градусів обертання валу, у шестициліндрового - 120 градусів, порядок роботи виглядає як 1-5-3-6-2-4.
Восьмициліндрова "вішка" відпрацьовуватиме черговість 1-5-4-8-6-3-7-2 (інтервал - 90 градусів)
Тобто якщо в першому циліндрі відбувається робочий цикл, то через 90 градусів повороту коленвала робочий цикл буде вже в 5 циліндрі. Для повного обороту колінвала потрібно (360/90) 4 робочі ходи.
Потужний W12 відпрацьовує іншу схему: 1-3-5-2-4-6 (лівий ряд), 7-9-11-8-10-12 – правий ряд.
Звичайно, чим більше циліндрів, тим робота двигуна плавніше і м'якше.

Порядок роботи 4 циліндрового двигуна позначається як Х-Х-Х-Х де Х - номери циліндрів. Це позначення показує послідовність чергування тактів циклу у циліндрах.

Порядок роботи циліндрів залежить від кутів між кривошипами колінчастого валу, від конструкції механізму газорозподілу та системи запалення бензинового силового агрегату. У дизельного місце системи запалення у цій послідовності займає ТНВД.

Для керування автомобілем це знати, звісно, ​​необов'язково.

Порядок роботи циліндрів потрібно знати, регулюючи зазори клапанів, змінюючи ремінь ГРМ або виставляючи запалювання. Та й заміні проводів високої напруги поняття порядку робочих тактів нічого очікувати зайвим.

Залежно від числа тактів, що становлять робочий цикл, ДВС діляться на двотактні та чотиритактні. Двотактні двигуни не ставлять на сучасні автомобілі, вони використовуються лише на мотоциклах і як пускачі тракторних силових агрегатів. Цикл чотиритактного бензинового двигуна внутрішнього згоряння включає наступні такти:

Цикл дизеля відрізняється тим, що при впуску всмоктується тільки повітря. Паливо впорскується під тиском після стиснення повітря, а займання походить від контакту дизеля з розігрітим від стиснення повітрям.

Нумерація

Нумерація циліндрів рядного двигуна починається з віддаленого від коробки зміни передач. Інакше кажучи, із боку чи ланцюга.

Черговість роботи

У колінвала рядного 4-х циліндрового ДВС кривошипи першого і останнього циліндра розташовуються під кутом 180 ° один до одного. І під кутом 90° до кривошипів середніх циліндрів. Тому для забезпечення оптимального кута докладання рушійних сил до кривошипів такого коленвала, порядок роботи циліндрів буває 1-3-4-2, як у вазівських та москвичівських ДВС або 1-2-4-3, як у газових моторів.

Чергування тактів 1-3-4-2

Вгадати порядок роботи циліндрів двигуна за зовнішніми ознаками не можна. Про це слід читати у мануалах виробника. Порядок роботи циліндрів двигуна найпростіше дізнатися в інструкції з ремонту машини.

Кривошипно-шатунний механізм

• Маховик підтримує інерцію коленвала для виведення поршнів з верхніх або нижніх крайніх положень, а також більш рівномірного його обертання.
• Колінчастий вал перетворює лінійний рух поршнів у обертання та передає його через механізм зчеплення на первинний вал КПП.
• Шатун передає зусилля, що прикладається до поршня на колінчастий вал.
• Поршневий палець створює шарнірне з'єднання шатуна з поршнем. Виготовляється з легованої високовуглецевої сталі із цементацією поверхні. По суті є товстостінною трубкою зі зовнішньою шліфованою поверхнею. Буває двох видів: плаваючий чи закріплений. Плаваючі вільно переміщаються в бобишках поршнів і втулці, запресовані в голівку шатуна. Не випадає палець із цієї конструкції завдяки стопорним кільцям, які встановлюються в пази бобишок. Закріплені утримуються у голівці шатуна з допомогою гарячої посадки, а бобишках обертаються вільно.

Для звичайного автовласника принцип роботи двигуна, наприклад шестициліндрового, є чимось на зразок магії, цікавою лише автомеханікам і гонщикам.

З одного боку, більшість дійсно немає потреби в цій інформації. Але з іншого, відсутність цих знань породжує необхідність їхати на уклін до автосервісу, щоб вирішити найпростіші завдання.

Знання про влаштування та роботу автомобіля піде великим плюсом у особисту справу будь-якого автолюбителя. Особливо це стосується движка – найважливішого елемента та серця залізного коня. ДВС має безліч різновидів - починаючи від типу пального і закінчуючи унікальними для кожного авто дрібними нюансами.

Але суть роботи приблизно однакова:

1. Горюча суміш (паливо та кисень, без якого нічого горіти не буде) потрапляє в циліндр двигуна і запалюється свічок запалювання.
2. Енергія вибуху суміші штовхає поршень усередині циліндра, який опускаючись, обертає коленвал. При обертанні колінвал піднімає до розподільного валу (який відповідає за подачу суміші через клапана) наступний циліндр.

Завдяки послідовній роботі циліндрів, колінвал знаходиться в постійному русі, утворюючи момент, що крутить. Чим більше циліндрів – тим легше і швидше обертатиметься колінвал. Ось і намалювалася схема, знайома навіть школярам, ​​які не знаються на матчасті - більше циліндрів - потужніший мотор.

Порядок роботи двигуна

Якщо пояснювати по-простому, то порядок роботи двигуна – це вивірена послідовність та інтервал роботи його циліндрів. Як правило, циліндри двигуна не працюють строго по черзі (за винятком двоциліндрових двигунів). Цьому сприяє «змійкоподібна» форма коленвала.

Порядок роботи двигуна завжди починається з першого циліндра. А ось подальший цикл уже у всіх різний. І навіть у однотипних моторів різних модифікацій. Знання цих нюансів буде необхідним, якщо ви захочете калібрувати роботу клапанів або налаштувати запалювання. Повірте, прохання підключити високовольтні дроти на автосервісі викличе у майстрів почуття жалості.

Шестициліндровий двигун

Ось ми й дісталися до суті. Порядок роботи такого ДВЗ залежатиме від того, як саме 6 циліндрів розташовано. Тут виділяють три типи - рядний, V-подібний та опозитний.

Варто детальніше зупинитися на кожному:

• Рядний двигун.Така конфігурація гаряче улюблена німцями (в автомобілях BMW, AUDI і т.п. такий двигун буде називатися R6. Європейці та американці віддають перевагу маркуванням l6 і L6). На відміну від європейців, які майже повсюдно залишили рядні двигуни в минулому, у BMW таким типом мотора може похвалитися навіть наворочений X шостим. Порядок роботи у таких 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4 циліндри відповідно. Але можна зустріти і варіанти 1 - 4 - 2 - 6 - 3 - 5 і 1 - 3 - 5 - 6 - 4 - 2 .
• V-подібний двигун.Циліндри розташовані по три в два ряди, що перетинаються знизу, утворюючи букву V. Хоча така технологія і пішла на конвеєр у 1950 році, менш актуальною вона не стала, комплектуючи найсучасніших залізних коней. Послідовність у таких двигунів 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6. Рідше 1 - 6 - 5 - 2 - 3 - 4 .
• Опозитний двигун.Зазвичай вживається японцями. Найчастіше можна зустріти на Субару та Сузукі. Двигун такого компонування функціонуватиме за схемою 1 - 4 - 5 - 2 - 3 - 6.

Володіючи навіть цими схемами, ви можете грамотно підрегулювати клапана. Не обов'язково вдаватися в історію розвитку технологій, фізичні характеристики та складні формули розрахунку – залишимо це справжнім фанатам теми. Наша мета – навчиться самостійно робити те, що взагалі можна зробити самостійно. Ну а знання про функціонал вашого мотора йде приємним бонусом.