По большому счёту, нам, 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.
И совершенно 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 ?
3D работа двигателя внутреннего сгорания, видео:
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.
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 360 0 .
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 4 цилиндрового двигателя, однорядного, чередование тактов происходит через 180 0 , ну а порядок работы цилиндров может быть 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1-2-4-3 (ГАЗ).
- Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между воспламенением составляет 120 0).
- Порядок работы 8 цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между воспламенениями 90 0).
- 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 90 0 .
То есть если в 1 цилиндре происходит рабочий цикл, точерез 90 градусов поворота коленвала, рабочий цикл происходит в 5 цилиндре, и последовательно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один поворот коленвала равен 4 рабочим ходам. Естественным образом напрашивается вывод, что 8 цилиндровый двигатель работает плавне и равномернее, чем 6 цилиндровый.
Скорее всего, глубокое знание порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля, вам не понадобится. Но общее представление об этом иметь необходимо. А если вы задумаете произвести ремонт, например головки блока цилиндров, то эти знания лишними не будут.
Успехов вам в изучении порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля.
Многие автовладельцы не стремятся вникать в принцип работы основных устройств автомобиля, считая это уделом специалистов из автомастерских. С одной стороны, такое утверждение верно, с другой же – не понимая хотя бы основные процессы, легко пропустить поломку на самом начальном этапе, и затруднительно сделать мелкий ремонт. Зачастую отказ двигателя происходит вдали от мест, где можно получить квалифицированную помощь, и определенные знания не помешают.
Одно из ключевых понятий эксплуатации двигателя – это порядок работы цилиндров. Под этим понимается последовательность чередования в них одноименных тактов. Этот показатель различается в зависимости от следующих особенностей:
- Количество цилиндров (в современных двигателях - 4, 6 или 8)
- Расположение (двурядное V-образное или однорядное)
- Особенности конструкций, как распределительного, так и коленчатого валов
Рабочий цикл двигателя – это определенная устойчивая последовательность газораспределительных фаз, происходящих внутри данных устройств, расположенных не рядом друг с другом. Это обеспечивает стабильное воздействие на коленвал без излишних напряжений.
Последовательность цилиндров, в которых происходят газораспределительные фазы, определяется схемой порядка работы, заложенной при проектировании. Цикл всегда начинается с главного цилиндра №1, а потом, в зависимости от исполнения может различаться: например, 1-2-4-2 или 1-3-4-2.
Последовательность работы у различных моделей
Целью воздействия каждого поршня является поворот коленвала на заданный угол при соблюдении определенного такта. Например, полный цикл четырехтактного двигателя обеспечивает два полных поворота коленвала, а двухтактного – один. Наиболее распространенные схемы:
- Однорядный четырехцилиндровый двигатель, с чередованием тактов через сто восемьдесят градусов: 1-3-4-2 или 1-2-4-3
- Однорядный шестицилиндровый двигатель: 1-5-2-6-2-4 (при повороте каждый раз на сто двадцать градусов)
- V-образный восьмицилиндровый: 1-5-4-8-6-3-7-2 (при повороте каждый раз на девяносто градусов). После того, как в цилиндре №1 заканчивается газораспределительная фаза, коленчатый вал, повернувшись на девяносто градусов, сразу же попадает под действие цилиндра №5. Для одного полного поворота требуется четыре рабочих хода
Количество цилиндров напрямую влияет на плавность хода – очевидно, что восьмицилиндровый с его 90 градусами, работает плавнее, нежели четырехцилиндровый. На практике, данные знания пригодятся при
К такому двигателю относится четырехтактный дизель ЯМЗ-236. Угол развала между его цилиндрами равен 900. Колена коленчатого вала расположены в трех плоскостях под углом 1200 одно к другому. Особенностью этого двигателя является коленчатый вал, имеющий три кривошипа, к каждому из которых присоединено по два шатуна: к первому кривошипу - шатуны первого и четвертого цилиндров; ко второму второго и пятого цилиндров и к третьему - третьего и шестого цилиндров.
В этом двигателе, имеющем порядок работы 1 - 4 - 2 - 5 - 3 - 6, одноименные такты в цилиндрах происходят неравномерно через 90 и 1500 (табл. 4). Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в четвертом он начинается через 900, во втором - через 1500, в пятом - через 900, в третьем через 1500 и в шестом - через 900. Поэтому двигатель ЯМЗ-236 имеет повышенную неравномерность хода и в нем приходится устанавливать на коленчатом валу маховик с относительно большим моментом инерции (на 60070% большим, чем для однорядного двигателя).
Восьмицилиндровый V-образный двигатель. Цилиндры в таком двигателе (например, двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ и КамАЗ-5320) расположены под углом 900 один к другому (рис. 24,6). Одноименные такты в цилиндрах начинаются через угол поворота коленчатого вала.
Рис. 24 - Схемы кривошипно-шатунного механизма четырехтактных V -образных двигателей:
а - шестицилиндрового; б - восьмицилиндрового; 1-8 - цилиндры.
Таблица 4. Чередование тактов в четырехтактном V -образном шестицилиндровом двигателе с порядком работы 1 - 4 - 2 - 5 - 3 - 6.
Впуск равный 720: 8 = 900. Следовательно, кривошипы коленчатого вала расположены крестообразно под углом 900. К первому кривошипу присоединены шатуны первого и пятого цилиндров, ко второму - второго и шестого цилиндров, к третьему - третьего и седьмого цилиндров, к четвертому - четвертого и восьмого цилиндров. В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов. Перекрытие рабочих ходов в различных цилиндрах происходит в течение поворота коленчатого вала на угол 90С, что способствует его равномерному вращению. Порядок работы восьмицилиндрового двигателя 1 - 5 - 4 - 2 - 6 - 3 - 7 - 8 (табл. 5).
Таблица 5. Чередование тактов в четырехтактном V -образном с порядком работы 1 - 5 - 4 - 2 - 6.
Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно распределить провода по свечам зажигания, присоединить топливопровод к форсункам и отрегулировать клапаны.
Если так подумать, то зачем нам, обычным автолюбителям знать порядок, в котором работают цилиндры автомобиля? Ну, работают исправно и, слава богу. Да, конечно, это отрицать сложно и вполне бессмысленно, но только до того момента, пока Вам не захочется своими руками настроить зажигание или заняться регулировкой клапанных зазоров. И вот тогда эти знания о порядке работы автомобильных цилиндров будут абсолютно не лишними. Захотите Вы присоединить провода высокого напряжения к свечам или трубопроводы с высоким давлением у дизеля. А вдруг Вы решите перебрать головку блока цилиндров? Согласитесь с тем, что немного глупо будет ехать на СТО с потребностью правильной установки высоковольтных проводов. Да и как Вы это сделаете, когда двигатель то троит?
Порядок работы цилиндров, что это значит?
Последовательность, с которой чередуются одноимённые такты в различных цилиндрах именуется порядком работы цилиндров. От каких же факторов зависит данный параметр? От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько таковых, и мы их сейчас перечислим:
- расположение цилиндров в двигателе: рядное или V-образное;
Количество цилиндров;
Конструкция распределительного вала;
Конструктивные особенности и тип коленчатого вала.
Фазы цилиндров
Рабочий цикл автомобильного двигателя разделяется на газораспределительные фазы. Их последовательность обязана равномерно распределяться на коленчатый вал по силе их воздействия. Только в таком случае двигатель будет работать равномерно. Необходимым и строгим условием является нахождение цилиндров, работающих последовательно, относительно друг друга. Они просто не должны располагаться рядом. Именно с этой целью производители двигателей и разрабатывают схемы, в которых указан порядок работы цилиндров мотора. Но все схемы объединяет единый фактор: порядок работы всех цилиндров начинается главного цилиндра под номером один.
Разные двигатели – разный порядок работы
Однотипные двигатели с разными модификациями могут иметь различия в работе цилиндров. Возьмём двигатель ЗМЗ для примера. Порядок работы 402-го двигателя таков - 1-2-4-3, хотя у 406-го цилиндры работают совершенно в другом порядке – 1-3-4-2.
Если погрузиться глубже теорию работы двигателя внутреннего сгорания, но не сильно, дабы не запутаться, то мы сможем увидеть следующее: четырёхтактный двигатель проходит свой полный рабочий цикл за два оборота коленчатого вала.
Если рассматривать в градусах, то это равняется 720 градусам. У двухтактного двигателя – 3600 градусов. Чтобы коленчатый вал постоянно находился под поршневым усилием, его колена смещают под определённым углом. Градус этого угла прямо зависит от тактности двигателя и числа цилиндров. У рядного четырёхцилиндрового двигателя такты чередуются через каждые 1800 градусов. Порядок работы же такого мотора на автомобилях ВАЗ таков: 1-3-4-2, на автомобилях ГАЗ 1-2-4-3.
Шестицилиндровый рядный двигатель работает по такому порядку: 1-5-3-6-2-4, чередование тактов составляет 1200 градусов. Восьмицилиндровый V-образный двигатель работает в таком режиме: 1-5-4-8-6-3-7-2, воспламенения происходят с интервалом в 900 градусов. Интересен порядок работы двенадцатицилиндрового W-образного двигателя: 1-3-5-2-4-6 – работа левых головок блока цилиндров, а правых: 7-9-11-8-10-12
Для того, чтобы Вы не путались со всеми этими цифровыми порядками, давайте рассмотри один пример. Возьмём восьмицилиндровый двигатель грузового автомобиля ЗИЛ со следующим порядком работы его цилиндров: 1-5-4-2-6-3-7-8. Расположение кривошипов находится под углом в 900 градусов. Возьмём первый цилиндр, во время его рабочего цикла происходит 90 градусов оборота коленвала, затем цикл переходит на пятый цилиндр и так последовательно в следующем порядке 4-2-6-3-7-8. В данном случае один оборот коленчатого вала приравнивается четырём рабочим циклам. Вывод из всего этого очевиден – двигатель с восьмью цилиндрами работает гораздо равномернее и плавнее шестицилиндрового.
Да, согласимся, что настолько глубокие познания в работе цилиндров мотора Вашей машины, скорее всего, не пригодятся. Но хотя бы обобщённое представление об этом Вы должны иметь. А если Вас настигнет необходимость произвести ремонт головки блока цилиндров, тогда эти знания будут уж точно не лишними. Друзья, желаем Вам успехов в изучении этих премудростей!
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.
22 Силы и моменты, действующие в кмш одноцилиндрового двигателя
При такте «сгорание-расширение» сила Р1, приложенная к поршневому пальцу, слагается из двух сил:
силы P давления газов на поршень
силы инерции Pи (сила инерции переменна по величине и направлению)
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.