16Окт

Работа многоцилиндрового двигателя: ᐉ Работа многоцилиндровых двигателей

Содержание

ᐉ Работа многоцилиндровых двигателей

Коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: ускоренно — во время такта расширения и замедленно — в других тактах. При сгорании заряда горючей смеси, необходимого для получения нужной мощности, на детали кривошипно-шатунного механизма действует ударная нагрузка, что увеличивает их износ и вызывает колебания всего двигателя.

При движении поршня, шатуна и коленчатого вала возникают значительные силы инерции, которые достаточно сложно уравновесить. Кроме того, для такого двигателя характерна плохая приемистость, т. е. способность быстро увеличивать частоту вращения коленчатого вала при увеличении количества сгораемого топлива.

Чтобы устранить недостатки одноцилиндровых двигателей, на тракторах и автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели, т. е. такие, у которых несколько одноцилиндровых двигателей объединены в один. Коленчатый вал этих двигателей вращается более равномерно.

Расположение цилиндров таких двигателей может быть одно- или двухрядным. Цилиндры большинства однорядных двигателей размещают вертикально, двухрядных — под углом друг к другу. Двухрядные двигатели могут быть V — образные (угол между цилиндрами меньше 180°) и оппозитные (угол между цилиндрами равен 180°).

Рисунок. Схемы расположения цилиндров двигателя: а — однорядное; б — двухрядное V — образное; в — двухрядное оппозитное

Отечественные двигатели имеют различное число цилиндров — от 2 до 12. В много цилиндровых двигателях такты расширения осуществляются в определенной последовательности, в соответствии с порядком работы, который зависит от расположения цилиндров, взаимного положения кривошипов коленчатого вала и последовательности открытия и закрытия клапанов механизма газораспределения.

Рассмотрим работу многоцилиндровых двигателей на примере четырехцилиндрового однорядного двигателя.

Этот двигатель можно представить как соединенные вместе четыре одноцилиндровых двигателя с одним общим коленчатым валом, кривошипы (колена) которого расположены в одной плоскости. Два крайних колена направлены в одну сторону, а два средних — в противоположную (под углом 180°).

Рисунок. Работа четырехцилиндрового четырехтактного двигателя (порядок работы 1-3-4-2)

В этом случае поршни движутся в цилиндрах в одном направлении попарно. Если в первом и четвертом цилиндрах поршни опускаются, то во втором и третьем — поднимаются (и наоборот).


Работа многоцилиндрового двигателя

Многоцилиндровые двигатели преимущественно применяются на тракторах, автомобилях, комбайнах, а также как стационарные двигатели. Они отличаются лучшей равномерностью вращения коленчатого вала, большими возможностями по увеличению мощности (за счет увеличения числа цилиндров), достаточной приемистостью.

Рис. 1. Основные схемы размещения цилиндров в многоцилиндровых двигателях: а — вертикальное в один ряд; б — V-образное; а — оппозитное

Равномерность вращения вала многоцилиндрового двигателя в основном зависит от его тактности и количества цилиндров в двигателе.

Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе при равномерном чередовании рабочих ходов вспышки в цилиндрах следуют через 180°, так как за полный рабочий цикл (два оборота коленчатого вала) во всех четырех цилиндрах происходит по одному рабочему ходу (720°: 4 = = 180°).

Если четырехцилиндровый двигатель двухтактный, то рабочий цикл в нем завершается за один оборот коленчатого вала, а чередование рабочих ходов в цилиндрах следует через 90° (360°: 4 = 90°).

Таким образом, при одном и том же числе цилиндров в двигателе количество рабочих ходов на один оборот коленчатого вала в двухтактном двигателе в два раза больше, чем в четырехтактном. С увеличением количества цилиндров в двигателе возрастает и частота рабочих ходов на каждый оборот его вала, то есть равномернее вращается вал.

Кроме этого, на равномерность вращения коленчатого вала двигателя существенное влияние оказывают маховик и вращающиеся вместе с ним детали, накапливающие при вращении кинетическую энергию, которая способствует более равномерному вращению коленчатого вала и улучшает приемистость двигателя.

На рисунке 1 изображены основные схемы расположения цилиндров многоцилиндровых двигателей: однорядное (а) и двухрядное — V-образное (б) и оппозитное (в).

Количество цилиндров в многоцилиндровых двигателях (как правило, четное) колеблется от двух до шестнадцати.

Порядок работы цилиндров двигателя, то есть последовательность чередования тактов расширения в цилиндрах, зависит главным образом от взаимного положения кривошипов коленчатого вала и расположения цилиндров.

Вариант 2

Несмотря на наличие маховика, коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: ускоренно во время такта расширения и замедленно при остальных. Сгорание большого заряда горючей смеси, необходимого для получения нужной мощности, создает резкую, ударную нагрузку на детали кривошипно-шатунного механизма, что увеличивает износ этих деталей и вызывает колебания всего двигателя.

Кроме того, одноцилиндровый двигатель имеет плохую приемистость, то есть способность быстро увеличивать обороты коленчатого вала.

Чтобы устранить эти недостатки одноцилиндровых двигателей, на тракторы и автомобили, как правило, устанавливают многоцилиндровые двигатели, то есть такие, в которых несколько одноцилиндровых двигателей объединены в один. В многоцилиндровом двигателе такт расширения повторяется чаще, чем в одноцилиндровом. Это обусловливает более равномерное вращение коленчатого вала многоцилиндрового двигателя и позволяет уменьшить размеры его маховика.

Чтобы многоцилиндровый двигатель работал наиболее равномерно, такты расширения должны следовать через равные промежутки времени, или равные угловые интервалы. Для определения углового интервала нужно продолжительность цикла, выраженную в градусах поворота коленчатого вала, разделить на число цилиндров двигателя.

В четырехтактном четырехцилиндровом двигателе такт расширения в цилиндре происходит через 180° (720°: 4) по отношению к предыдущему, то есть через половину оборота коленчатого вала. Таким образом, за каждые два оборота коленчатого вала (за рабочий цикл) такты расширения совершатся во всех четырех цилиндрах.

Последовательность чередования тактов расширения в цилиндрах двигателя называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы зависит от расположения цилиндров, взаимного положения кривошипов коленчатого вала и последовательности открытия и закрытия клапанов механизма газораспределения.

Расположение цилиндров многоцилиндровых двигателей может быть однорядным или двухрядным. В большинстве однорядных двигателей цилиндры располагаются вертикально, а в двухрядных—под углом друг к другу. Если в двигателях с двухрядным расположением цилиндров угол между цилиндрами меньше 180°, их называют V-образными, когда же этот угол равен 180°, двигатели называют оппозитными.

Рис. 2. Схемы расположения цилиндров двигателя:
а — однорядное; б — двухрядное V-образное; а — двухрядное оппозитное,

Многоцилиндровые двигатели имеют различное (обычно четное) число цилиндров — от двух до шестнадцати.

Двигатели с однорядным расположением цилиндров обладают большими габаритами и массой, нежели двигатели с двухрядным V-образным расположением цилиндров.

5. Работа многоцилиндровых двигателей

Рабочий цикл четырехтактных двигателей совершается за два оборота коленчатого вала. За это время коленчатый вал получает усилие от поршня только при одном полуобороте, соответствующем рабочему ходу поршня. Три других полуоборота продолжаются по инерции, и коленчатый вал с помощью маховика перемещает поршень при всех вспомогательных тактах — выпуске, впуске и сжатии. Вследствие этого коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: при рабочем ходе — ускоренно, а при вспомогательных тактах — замедленно. Кроме того, одноцилиндровый двигатель обычно имеет небольшую мощность и повышенную вибрацию. Поэтому на современных тракторах и автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели.

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) в цилиндре 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 четырехцилиндровых 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 (рис. 10).

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

Многоцилиндровые автотракторные двигатели бывают однорядные и двухрядные (V-образные). В однорядном двигателе (рис. 11, а) цилиндры расположены вертикально, а в двухрядном — под углом друг к другу. Двигатели с двурядным V-образным расположением цилиндров (рис. 11, б) более компактны и обладают меньшими габаритными размерами и массой, чем двигатели с однорядным расположением цилиндров.

Одноименные такты у четырехтактного шестицилиндрового двигателя совершаются через поворот коленчатого вала на 120°. Поэтому шатунные шейки коленчатого вала расположены попарно в трех плоскостях под углом

Рис. 10 (5). Схема (а) и порядок работы четырехцилиндрового двигателя (б)

120° (рис: 11, в). У четырехтактного восьмицилиндрового двигателя одноименные такты происходят через 90° поворота коленчатого вала и его шатунные шейки расположены крестообразно под углом 900 (рис. 11, г). В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов, что способствует его равномерному вращению. Современные шести- и восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров. Порядок работы восьмицилиндровых четырехтактных двигателей 1—5—4—2—6—3—7—8, а шестицилиндровых 1—4— 2—5—3—6.

Рис. 11(6). Многоцилиндровые двигатели: а — рядное расположение цилиндров, б — V — образное расположение цилиндров, в, г — схема кривошипно-шатунного механизма шести и восьмицилиндрового V — образного двигателей, 1 — 8 — номера цилиндров

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

Работа многоцилиндровых двигателей — Энциклопедия по машиностроению XXL

Рассматриваемый одноцилиндровый двигатель работает очень неравномерно, так как на один рабочий ход, при котором происходит сгорание — расщирение рабочей смеси, приходятся два подготовительных такта (впуск и сжатие) и заключительный такт — выпуск. Уменьшить неравномерность работы одноцилиндрового двигателя можно в результате применения массивного маховика. Но наиболее эффективным способом уменьшения неравномерности работы двигателя является применение многоцилиндровых двигателей, представляющих собой как бы несколько одноцилиндровых двигателей с общим коленчатым валом. В этОм случа неравномерность работы многоцилиндрового двигателя достигается за счет чередования рабочих тактов в различных цилиндрах в определенной последовательности.  [c.14]
Рабочий цикл четырех-и восьмицилиндровых четырехтактных двигателей. Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах  [c.38]

Вспышки в камерах происходят поочередно. Весь барабан, состоящий из нескольких камер, по своей работе напоминает работу многоцилиндрового двигателя.  [c.81]

Для равномерной работы многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы рабочие ходы в отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота коленчатого вала. Так, при четырехтактном рабочем процессе в четырехцилиндровом двигателе рабочие ходы должны чередоваться через 720°/4 = 180° в шестицилиндровом двигателе — через 720°/6 = 120°, а в восьмицилиндровом двигателе — через 720°/8 = 90°.  [c.37]

Для равномерной работы многоцилиндрового двигателя и равномерной нагрузки на коленчатый вал рабочие ходы (вспышки) в  [c.30]

Для обеспечения наибольшей равномерности работы многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы такты расширения (рабочего хода) в различных цилиндрах чередовались через равномерные промежутки времени и в определенной последовательности. Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя.  [c.27]

Что называется порядком работы многоцилиндрового двигателя и какие порядки работы наиболее распространены  [c.27]

Работа многоцилиндровых двигателей  [c.58]

Рабочий цикл восьмицилиндровых четырехтактных двигателей. Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называется порядком работы.  [c.33]

Порядок работы цилиндров двигателя. Для равномерной работы многоцилиндрового двигателя одноименные такты в разных цилиндрах должны чередоваться через равный угол поворота коленчатого вала в определенной последовательности, называемой порядком работы цилиндров двигателя.  [c.18]

Порядок работы многоцилиндрового двигателя зависит от угла между кривошипами. Этот угол, в свою очередь, зависит от тактности двигателя и числа цилиндров. Так, для получения равномерной работы цилиндров угол между кривошипами в четырехтактном двигателе должен быть следующим  [c.64]

В некоторых устройствах утечки сжатого воздуха или перетекание его в полости с более низким давлением оказываются существенными и их необходимо учитывать при расчете [80]. Например, при работе многоцилиндровых двигателей некоторый период времени полости различных цилиндров сообщаются друг с другом. Рассмотрим случай перетекания воздуха в сообщающихся полостях двустороннего пневмоустройства.  [c.98]


Работа многоцилиндровых двигателей и их показатели  [c.39]

РАБОТА МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ ПОКАЗАТЕЛИ  [c.39]

Следует иметь в виду, что при работе многоцилиндрового двигателя равномерность (плавность) его хода в значительной степени зависит от того, насколько одинаково работают отдельные цилиндры. Неодинаковая работа отдельных цилиндров может быть вызвана следующими причинами  [c.96]

Снижению выбросов продуктов неполного сгорания, улучшению экономичности способствует обеднение смеси, однако работа многоцилиндрового бензинового двигателя при а> 1,15 практически невозможна из-за появления пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Эффективное сгорание бедных смесей (а> 1,3) в цилиндрах может быть обеспечено расслоением заряда, при котором воспламенение и начальная стадия процесса сгорания происходят в зоне обогащенной, а последующее — в зоне бедной смеси (рис. 21). Расслоение смеси препятствует образованию и окислов азота. В первой стадии сгорания этому способствует недостаток кислорода, во второй — относительно низкая температура горения.  [c.45]

У многоцилиндровых двигателей на один общий коленчатый вал одновременно работают несколько связанных с ним поршней, движущихся в одинаковые моменты времени в противоположных направлениях. Крайние положения поршня называют мертвыми точками верхней мертвой точкой (в. м. т.) у крышки 3 цилиндра и нижней мертвой точкой (н. м. т.) в противоположном конце цилиндра. Объем Vi цилиндра двигателя, ограниченный с одной стороны крышкой, а с другой стороны — поршнем, находящимся в в. м. т., называют объемом камеры сжатия.  [c.70]

Важным из этих предположений является идентичность изменения давления во времени во всех цилиндрах. Любая неправильность в циклах цилиндров нарушает это предположение. Эти неправильности могут возникнуть от изменений воспламенений, распределения топлива по цилиндрам, неправильной работы клапанов и т. д. Они обычно возбуждают основную гармонику цикла давления газов четырехтактных двигателей, которая становится очень интенсивной, и возникает повышенная низкочастотная вибрация двигателя. Эти неправильности также могут содействовать высокочастотным вибрациям двигателя. Как правило, фазовые соотношения сил инерции в многоцилиндровых двигателях приводят к тому, что внешняя неуравновешенная сила или полностью отсутствует или мала для двигателя в целом. В двигателях с двумя и более цилиндрами при равномерном расположении колен по окружности кривошипов центробежные силы инерции от отдельных цилиндров для двигателя в целом взаимно уравновешиваются. Однако эти силы, действующие в плоскостях расположения цилиндров, создают моменты, которые необязательно уравновешиваются между собой для двигателя в целом. Вибрацию двигателей обычно подразделяют на низкочастотную и звуковую. Под низкочастотной вибрацией будем понимать механические колебания, длина волн которых значительно превышает размеры двигателя, и поэтому двигатель можно заменить жесткой  [c.187]

Наиболее распространённый принцип пускового устройства судовых двигателей состоит в том, что двигатель первоначально приводится в действие впуском в цилиндры сжатого воздуха, а затем переключается на работу на топливе. В многоцилиндровых двигателях сжатый воздух обычно подаётся во все цилиндры, реже пуск осуществляется подачей воздуха лишь некоторому числу цилиндров.  [c.338]

Цилиндром называют деталь, во внутренней полости которой помещается поршень, совершающий возвратно-поступательное движение. Во многоцилиндровых двигателях внутреннего сгорания цилиндры объединяются в блоки (цельнолитой блок цилиндров). Так как при работе двигателя внутреннего сгорания наибольшему износу подвергаются стенки цилиндра, то их изготовляют отдельно в виде гильз и впрессовывают с небольшим натягом в цельнолитой блок цилиндров. При ремонте двигателя изношенные гильзы цилиндров заменяют новыми. В работающем двигателе между стенками блока цилиндров и стенками гильз для охлаждения циркулирует вода.  [c.166]

Регуляторы современных двигателей внутреннего сгорания, как правило, работают в условиях хорошей смазки. Поэтому в их механизме преобладают силы гидравлического трения. Появление сил сухого трения возможно только при разрыве масляной пленки. Однако и в этом случае следует иметь в виду, что в процессе работы муфта чувствительного элемента и связанные с ней детали совершают непрерывные колебания относительно положения равновесия, вызываемые несколькими причинами. К числу этих причин относятся периодическая неравномерность вращения, присущая поршневым (даже многоцилиндровым) двигателям вибрация основания двигателя в процессе работы, а следовательно, и вибрация корпуса регулятора колебания, вызываемые работой топливного насоса, и др.  [c.380]


Газовые турбины лишены ряда недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания. Наличие кривошипно-шатунного механизма у поршневых двигателей внутреннего сгорания ограничивает их число оборотов и поэтому мощность одного цилиндра получается относительно небольшой. Для увеличения мощности применяют многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, обладающие значительными габаритами и весом. У поршневых двигателей внутреннего сгорания невозможно осуществить в цилиндре полное адиабатное расширение рабочего тела до давления окружающей среды, что приводит к потерям полезной работы.  [c.125]

Двухрядное расположение цилиндров выгоднее, так как при этом двигатель становится короче и легче, а жесткость его увеличивается. Многоцилиндровые двигатели работают более равномерно.  [c.7]

Чтобы подсчитать работу, совершаемую в многоцилиндровом двигателе, который делает п оборотов за 1 мин, необходимо работу, совершаемую за 1 цикл (у4ц), умножить на число цилиндров (к) двигателя и число циклов, совершаемых цилиндром за 1 мин.  [c.15]

Коленчатый вал многоцилиндрового двигателя воспринимает своими кривошипами равные по величине, но сдвинутые по фазе крутящие моменты. Относительное смещение моментов, воспринимаемых валом от различных цилиндров, определяется порядком работы двигателя. Например, в четырехцилиндровом двигателе с порядком работы  [c.157]

Форма и расположение противовесов определяются из конструктивных соображений. Коленчатые валы многоцилиндровых двигателей с числом цилиндров не менее четырех могут работать и без противовесов.  [c.163]

Работа газов, Вт, в 1 с, т. е. индикаторная мощность одного цилиндра N1 — 2р для многоцилиндрового двигателя  [c.234]

С увеличением числа цилиндров равномерность вращения вала повышается и надобность в большом маховике отпадает. В многоцилиндровых двигателях маховик обеспечивает плавную работу двигателя на малых оборотах холостого хода, облегчает запуск двигателя и трогание машины с места путем использования инерции маховика.  [c.34]

В общем для топливных систем с газовым приводом практически нерешенными являются проблемы общей надежности и достаточного срока службы конструкции, регулирования угла опережения впрыска и обеспечения идентичности работы отдельных секций на многоцилиндровом двигателе.  [c.328]

Конструкция газовых двигателей должна создаваться, главным образом, на базе конвертации их из соответствующих двигателей с воспламенением от сжатия. Поэтому все положения, изложенные выше в отношении развития двигателей с воспламенением от сжатия для мелкой промышленности, в полной мере относятся и к газовым двигателям. Особенно важна работа наших конструкторов над вопросом создания рационального, экономичного, удобного для серийного производства конвертируемого газового двигателя. Перспективы развития и применения такого двигателя в условиях СССР безусловно огромны. Кроме того, своевременно и необходимо приступить к созданию мощных вертикальных газовых двигателей для электрических станций. Эту задачу надо разрешить путем конвертации мощных вертикальных многоцилиндровых двигателей с воспламенением от сжатия.  [c.411]

В многоцилиндровом двигателе все силы, действующие на детали кривошипно-шатунного механизма одного цилиндра, создают соответствующие моменты относительно центра масс всего двигателя. Переменные силы и моменты в двигателе вызывают его колебание на опорах, вибрацию отдельных деталей и могут привести к нарушению работы и поломкам. Поэтому двигатель стремятся уравновесить, что достигают соответствующим выбором углов между кривошипами коленчатого вала, соответствующим расположением цилиндров и установкой специальных противовесов.  [c.70]

ДЛЯ питания многоцилиндрового двигателя трудно сохранить одинаковое наполнение цилиндров из-за различных сопротивлений при впуске, а также одинаковый состав смеси вследствие изменения его во впускном трубопроводе. Нагрузка по цилиндрам двигателя в этом случае распределяется неравномерно. При неправильно отрегулированном составе смеси, при неполадках в работе органов газораспределения двигателя возрастает опасность взрывов горючей смеси во впускной системе, которые могут привести к авариям.  [c.159]

С ростом частоты вращения двигателя обычная батарейная система зажигания перестает удовлетворять требованиям эксплуатации (особенно многоцилиндровых двигателей). Уменьшение времени замкнутого состояния контактов, усиливающиеся с увеличением частоты вращения инерционные явления в системе и явления, обусловленные токами самоиндукции, существенно уменьшают напряжение на электродах свечи зажигания. Применение электронных приборов позволяет снизить силу тока в первичной цепи системы зажигания. Вследствие этого повышается надежность системы зажигания и стабильность ее работы в большом диапазоне изменения частоты вращения двигателя.  [c.165]

Порядок работы многоцилиидрового двигателя. Из характеристики тактов рабочего цикла четырехтактного двигателя следует, что для равномерного вращения коленчатого вала и плавной работы многоцилиндрового двигателя нужно установить такую последовательность чередования тактов, чтобы рабочие ходы в отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота коленчатого вала. Такая последовательность чередова-  [c.22]

Регулировка топливных насооов. Для обеспечения равномерной работы отдельных цилиндров и экономичной работы многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы момент начала подачи топлива, давление впрыскивания и количество топлива, подаваемого отдельными насосными элементами в каждый цилиндр двигателя, были бы цо возможности одинаковыми на вс[c.149]


Для равномерной и плавной работы многоцилиндрового двигателя одноименные такты в разных цилиндрах должны чередоваться в определенной последовательности. Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах двигателя называется порядком его работы. Порядок работы определяет расположение шатунных шеек коленчатого вала и кулачков на распределительном валу. Предположим, что в четырёхцилиндровом двигателе в 1-м цилиндре в течение первого пол-оборота коленчатого вала (180°) происходит рабочий ход (рис. 17), в 4-м цилиндре — впуск. Одновременно поршни 2-го и 3-го цилиндров будут двигаться вверх совершая водном из них сжатие, а в другом выпуск. Примем, что во 2-м нил] нд-  [c.29]

На рубеже 30 и 40-х годов параллельно с работами по конструированию двигателей средней мощности (АМ-35 и АМ-38 М-105РА, М-105ПФ и ВК-107 В. Я. Климова и др.) была осуществлена разработка многоцилиндровых авиационных двигателей особо большой мощности. В 1939 г. В. А. Добрынин и Г. С. Скубачевский сконструировали 24-цилиндровый шестиблочный звездообразный двигатель М-250 мощностью 2500 л. с. с водяным охлаждением, центробежным нагнетателем и планетарным редуктором, передававшим мощность на два соосных воздушных винта,— прототип позднейших (выполненных в послевоенные годы) особо мощных двигателей серии ВД-4. В 1939— 1941 гг. различными конструкторскими организациями велось проектирование многоцилиндровых двигателей М-120, МБ-100 и других мощностью свыше 2000 л. с. каждый.  [c.348]

Первое уравнение (9.78) отвечает систематическому (вращательному) движению системы, второе уравнение описывает ква-зинормальные колебания в системе, соответствующие резонирующей (р-й) собственной форме ее динамической модели. Таким образом, в сложных системах с ограниченным возбуждением исследование динамических процессов в резонансных областях выполняется на основе одночастотных моделей вида (9.78), имеющих ту же структуру, что и модель (9.26) рассмотренной простейшей системы. Особенности анализа силовых установок с многоцилиндровыми двигателями внутреннего сгорания рассмотрены в работах [28, 109].  [c.167]

После того как коленчатый вал смонтирован на своем месте в картере двигателя, приступают к сборке шатунов. Шатуны многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания не должны иметь большой разницы в весе, так как в противном случае при работе двигателя мо»ут возникнуть вибрации. Поэтому предварительно комплект шатунов подбирают по весу, используя весы со специальным фрезерным приспособлением, которое автоматически снимает определенный слой металла и доводит вес шатуна до требуемого. Подобранный комплект шатунов клеймят номером двигателя и номером цилиндра. Сборку начинают с еоединения кривошипной головки шатуна с шейкой коленчатого вала. При серийном производстве шатуны поступают на сборку полностью обработанными. Такой шатун проверяют по шейке вала и в случае необходимости подвергают шабровке на краску или на блеск . Соединение поршневой головки шатуна с поршнем рассматривается в 122.  [c.164]

Для повышения литровой моидности двигателей, уменьшения их веса и габаритов современные двигатели выпускаются многоцилиндровыми, с большими числами оборотов и высокой степень о сжатия. Для обеспечения работы таких двигателей необходима надежная система зажигания.  [c.148]

На современных автомобилях устанавливаются только многоцилиндровые двигатели. Они по сравнению с одноцилиндровыми двигателями имеют ббльшук мощность, их коленчатый вал вращается более равномерно, двигатель работает более экономично и т. д.  [c.14]

Наиболее доступными для измерений являются такие физические величины, как усредненные по времени давления, перепады давления и температуры в рабочих цилиндрах и полостях генератора, а также В трубопроводах обслуживаюш их СПГГ систем. По оравнению с многоцилиндровыми двигателями внутреннего сгорания процессы изменения состояния воздуха или газа в смежных С рабочими цилиндрами полостях и системах характеризуются ярко выраженным нестационарным режимом, пульсациями давления, скорости и температуры, что в ряде случаев затрудняет измерение этих. величин с помошью обычных способов и требует специального приспособления приборов к таким условиям работы.  [c.44]

Компрессор. Объем работ по компрессору бывает различным в зависимости от давления наддува, конструкции компрессора и числа цилиндров двигателя. При наддуве многоцилиндрового двигателя компрессором с безлоноточным диффузором как правило компрессор полностью отвечает требованиям, предъявляемым двигателям. Это объясняется равномерным режимом работы компрессора и пологим протеканием его характеристик.  [c.387]


Порядок работы многоцилиндровых двигателей

Из описания работы четырехтактного двигателя вытекает, что его коленчатый вал вращаться равномерно не может, так как при одном такте (рабочем ходе) он вращается с ускорением, а при остальных — с замедлением. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала на его конце установлен маховик. Для достижения большей мощности повышают частоту вращения коленчатого вала, отчего его вращение становится более равномерным; кроме того, с этой же целью устанавливают несколько цилиндров. Такие двигатели называются многоцилиндровыми.

Чтобы многоцилиндровый двигатель работал наиболее равномерно, такты рабочих ходов должны следовать через равные промежутки времени, то есть через равные углы поворота коленчатого вала.

Рис. 137. Схемы расположения цилиндров двигателя: а — однорядное; б — V-образное; в — двухрядное, оппозитное

Расположение цилиндров многоцилиндровых двигателей может быть однорядным или двухрядным (рис. 137). В большинстве однорядных двигателей цилиндры располагаются вертикально (рис. 137, а). Такое расположение имеют двигатели Д-240 (трактор Т-70 Л), СМД-14БН (тракторы ТДТ-55А, ЛХТ-55М), СМД-18БН (тракторы ЛХТ-100, ЛХТ- 100Б, ТЛТ-100), А-01МЛ (трактор ЛХТ-4). В двухрядных двигателях цилиндры установлены под некоторым углом друг к другу.

Если в двигателях с двухрядным расположением цилиндров угол между ними менее 180°, их называют V- образными (рис. 137, б), например СМД-60 (ЛТ-157) и ЯМЗ-238НБ (Т-703), а в случае когда угол между цилиндрами равен 180°-оппозитными (рис. 137, в).

Клапаны каждого цилиндра открываются в такой последовательности, при которой одноимённые такты в цилиндрах двигателя чередуются в определённом порядке. Чередование тактов рабочего хода называется порядком работы цилиндров.

Рис. 138. Работа четырехтактного четырехцилиндрового двигателя: о, б, в, г- полуобороты коленчатого вала

Четырёхцилиндровый двигатель можно представить как соединённые вместе четыре одноцилиндровых двигателя с одним общим коленчатым валом, кривошипы (колена) которого расположены в одной плоскости. Два крайних колена направлены в одну сторону, а два внутренних — в другую (рис. 138). В этом случае поршни движутся попарно. Когда в первом и четвертом цилиндрах поршни опускаются, во втором и третьем они поднимаются. При таком расположении колен возможен порядок работы 1-3-4-2 (см. табл. 7). К таким двигателям относятся Д-240 и СМД-18Б.

Порядок работы цилиндров четырехцилиндрового 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.

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.

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается неравномерно, поэтому маховик должен обладать большим моментом инерции. В многоцилиндровом двигателе вращение коленчатого вала происходит равномернее, так как рабочие ходы в различных цилиндрах не совпадают друг с другом. Чем больше цилиндров имеет двигатель, тем равномернее вращается коленчатый вал. Нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма в многоцилиндровом двигателе изменяется более плавно, чем в одноцилиндровом.

Цилиндры двигателя могут быть расположены следующим образом: вертикально в один ряд — однорядные (рис. 3.7, а) в двига-

Рис. 3.7. Схемы расположения цилиндров двигателя: а — однорядного; 6 — однорядного с наклоном к вертикали; в — V-образного; г — с противоположно лежащими цилиндрами; 1 — цилиндры; 2 — головки блоков; 3 — блоки цилиндров; 4 — поддон телях автомобилей ВАЗ-21213 «Нива», ГАЗ-52-04, ГАЗ-3102 и ГАЗ- 3110 «Волга», ЗИЛ-5301 «Бычок» и др.; под углом а к вертикали (рис. 3.7, б) в двигателе автомобиля «Москвич-2140»; в два ряда — V- образные (рис. 3.7, в) в двигателях автомобилей ГАЗ-3307, ЗИЛ- 431410, MA3-5335, КамАЗ-5320, «Урал-4320» и др.; горизонтально с углом 180° между рядами цилиндров — двигатели с противоположно лежащими цилиндрами (рис. 3.7, г), т.е. с противоположно движущимися поршнями. Эти двигатели иногда называют оппозит- ными. При таком расположении цилиндров уменьшается высота двигателя и его можно устанавливать под полом кузова, например в автобусах.

При двухрядном V-образном расположении цилиндров двигатель имеет большую жесткость конструкции, меньшие размеры и массу, чем однорядный той же мощности. Жесткий коленчатый вал (вследствие уменьшения его длины) допускает работу без гасителя крутильных колебаний и позволяет форсировать двигатель по степени сжатия. К недостаткам V-образных двигателей можно отнести их значительную ширину и более сложную конструкцию.

На отечественных автомобилях устанавливают четырех-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели обычно делают V-образными с углом (3 между цилиндрами 60, 75 и 90° (чаще).

Четырехцилиндровый двигатель. Равномерность работы многоцилиндрового двигателя обеспечивается в том случае, если чередование одноименных тактов в его цилиндрах происходит за цикл (720° в четырехтактном) через равные углы поворота коленчатого вала.

Для определения угла, через который в цилиндрах четырехтактного двигателя будут повторяться одноименные такты (допустим, такты расширения), необходимо 720° разделить на число цилиндров. В четырехцилиндровом двигателе такт расширения совершается через 720/4 = 180° поворота коленчатого вала. За каждые два оборота коленчатого вала в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе происходит четыре такта расширения, четыре такта выпуска и т.д., т.е. рабочий цикл повторяется 4 раза.

Поскольку чередование одноименных тактов происходит через 180° поворота коленчатого вала, то и шатунные шейки вала должны быть расположены под углом 180° одна от другой, т.е. лежать в одной плоскости. Шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону относительно оси коленчатого вала, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров — в противоположные

(рис. 3.8, а). Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах двигателя. Последовательность чередования (за два оборота) одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называют порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых четырехтактных двигателей может быть 1—3—4—2 (табл. 3.1) или 1—2—4—3.

Рис. 3.8. Схемы кривошипно-шатунных механизмов четырехтактных однорядных двигателей:

а — четырехцилиндрового; б — шестицилиндрового; 1-6 — цилиндры

При выборе порядка работы двигателя конструкторы стремятся как можно равномернее распределить нагрузку на шатунные и коренные шейки коленчатого вала. Максимальные нагрузки на шейки коленчатого вала возникают в те моменты, когда в цилиндрах совершаются такты расширения (рабочие ходы).

При порядке работы 1—2—4—3 в течение рабочего хода в первом цилиндре за первый поворот коленчатого вала на угол 0—180° во втором цилиндре будет происходить сжатие, а в третьем — выпуск. Двигатели автомобилей ЗИЛ-5301 «Бычок», семейства ВАЗ «Жигули» и др. имеют порядок работы 1—3—4—2, а двигатели автомобилей УАЗ, ГАЗ-3102 «Волга», ГАЗ-2410 «Волга» — 1—2—4—3.

Рассмотрим последовательность чередования тактов в цилиндрах по табл. 3.1. Так, в первом цилиндре за первую половину оборота коленчатого вала (0—180°) происходит рабочий ход. За вторую его половину (180—360°) рабочий ход будет осуществляться в третьем цилиндре, за первую половину второго оборота (360—540°) — в четвертом цилиндре, а за вторую половину второго оборота (540— 720°) — во втором цилиндре.

Чередование тактов однорядного четырехцилиндрового двигателя

Порядок работы многоцилиндрового двигателя | Авто Брянск

Во время работы двигателя на его механизмы действуют значительные силы давления газов в цилиндре, силы инерции неравномерно движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма, а также центробежные силы, возникающие вследствие вращения деталей. Эти силы непостоянны по величине и направлению своего действия, поэтому они вызывают неравномерную работу двигателя.

При неравномерной работе двигателя его механизмы работают с переменной нагрузкой, вследствие чего происходит интенсивный износ деталей. Особенно велика неравномерность работы одноцилиндрового четырехтактного двигателя.

Для достижения равномерности работы двигателя или устанавливают на коленчатом валу тяжелый маховик, или выполняют его многоцилиндровым.

Маховик накапливает энергию во время рабочего хода и отдает ее при совершении вспомогательных тактов. Но тяжелый маховик применяется только для стационарных двигателей, работающих, как правило, на постоянном режиме. Тяжелый маховик вследствие значительной инерции не обеспечивает необходимой автомобильному двигателю приемистости, т.е. способности двигателя быстро развивать и уменьшать обороты. Поэтому в автомобильных двигателях равномерность работы достигается не увеличением веса маховика, а за счет выполнения двигателя многоцилиндровым. В многоцилиндровом двигателе такты рабочего хода равномерно чередуются в отдельных цилиндрах, вследствие чего в значительной мере уравновешиваются силы инерции, возникающие в кривошипно-шатунном механизме при работе двигателя.

Для обеспечения наибольшей равномерности работы многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы такты рабочего хода в различных цилиндрах чередовались через равные промежутки времени и в определенной последовательности. Эта последовательность повторения одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя.

Рис. Таблица чередования тактов четырехцилиндрового четырехтактного двигателя с порядком работы цилиндров 1—2—4—3 (цифры в графе «Положение кривошипов коленчатого вала» обозначают порядковые номера цилиндров)

Однако не при любом порядке обеспечивается хорошая работа двигателя. Необходимо, чтобы очередные такты рабочего хода следовали в цилиндрах, наиболее удаленных одни от другого. В этом случае нагрузка на коренные подшипники коленчатого вала будет распределяться более равномерно; кроме того, отработавшие газы из цилиндра, в котором начинается выпуск, не будут попадать через выпускной трубопровод в цилиндр, в котором выпуск еще не закончился.

Наиболее удобными порядками работы автомобильных двигателей являются: для четырехцилиндрового — 1—2—4—3 и 1—3—4—2, для шестицилиндрового — 1—5—3—6—2—4 и для восьмицилиндрового — 1—5—4—2—6—3—7—8.

Порядок работы цилиндров обычно изображается в виде таблицы чередования тактов.

Рассмотрим, как происходит работа четырехтактного четырехцилиндрового двигателя с порядком работы цилиндров 1—2—4—3. Так как рабочий цикл четырехтактного двигателя совершается за два оборота коленчатого вала (720°), а число рабочих ходов, происходящих за это время, равно четырем, то для правильного чередования рабочих ходов кривошипы коленчатого вала смещены один относительно другого на 180° (720°: 4), т.е. на пол-оборота коленчатого вала, и находятся, таким образом, в одной плоскости.

Во время работы двигателя поршни в первом и четвертом цилиндрах при первом полуобороте первого оборота коленчатого вала перемещаются от верхней мертвой точки к нижней, в первом цилиндре происходит рабочий ход, в четвертом цилиндре — такт впуска. Во втором и третьем цилиндрах поршни перемещаются в это время к верхней мертвой точке, во втором цилиндре происходит такт сжатия, а в третьем — такт выпуска.

Во время второго полуоборота первого оборота коленчатого вала поршни в первом и четвертом цилиндрах перемещаются от нижней мертвой точки к верхней, в первом цилиндре происходит такт выпуска, а в четвертом — такт сжатия. Поршни второго и третьего цилиндров в это время перемещаются от верхней мертвой точки к нижней, во втором цилиндре происходит рабочий ход, в третьем — такт впуска.

Во время первого полуоборота второго оборота коленчатого вала поршни в первом и четвертом цилиндрах перемешаются от верхней мертвой точки к нижней, в первом цилиндре происходит такт впуска, в четвертом — рабочий ход. Поршни второго и третьего цилиндров в это время перемещаются от нижней мертвой точки к верхней, во втором цилиндре происходит такт выпуска, в третьем такт сжатия.

Во время второго полуоборота второго оборота коленчатого вала поршни в первом и четвертом цилиндрах перемещаются от нижней мертвой точки к верхней, в первом цилиндре происходит такт сжатия, в четвертом —такт выпуска. Поршни во втором и третьем цилиндрах перемещаются от верхней мертвой точки к нижней, во втором цилиндре происходит такт впуска, в третьем — рабочий ход.

Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель с порядком работы цилиндров 1—3—4—2 отличается от двигателя с порядком работы 1—2—4—3 лишь конструкцией распределительного механизма, которая определяет несколько иную последовательность открытия и закрытия клапанов и чередования тактов.

Оба порядка работы цилиндров, принятые для отечественных четырехтактных четырехцилиндровых двигателей, полностью равноценны и по равномерности, и по качеству работы двигателей. На отечественных автомобилях широко используются шестицилиндровые двигатели, у которых цилиндры расположены в один ряд. Такие двигатели называются рядными в отличие от двигателей, цилиндры которых расположены в два ряда под некоторым углом один к другому.

В шестицилиндровом рядном двигателе коленчатый вал имеет шесть кривошипов. Так как рабочий цикл четырехтактного двигателя совершается за два оборота коленчатого вала (720°), а количество рабочих ходов за это время равно шести, то для правильного чередования рабочих ходов кривошипы коленчатого вала смещены один относительно другого на 120° (720°: 6), т. е. на одну треть оборота вала.

Для однорядных шестицилиндровых двигателей применяется следующее расположение кривошипов: 1—6 — вверх, 2—5 — налево, 3—4 — направо, если смотреть со стороны переднего конца вала.

При вращении коленчатого вала поршни в шестицилиндровом двигателе проходят через мертвые точки не все одновременно, как в четырехцилиндровом двигателе, а только попарно. Поэтому и такты во всех цилиндрах начинаются и кончаются также не одновременно, а смещены в одной паре цилиндров относительно другой на 60°.

Перекрытие тактов и порядок чередования рабочих ходов в шестицилиндровом четырехтактном двигателе показаны в таблице на рисунке.

Рис. Таблица чередования тактов шестицилиндрового четырехтактного двигателя с порядком работы 1—5—3—6—2—4 (цифры в графе «Положение кривошипов коленчатого вала» обозначают порядковые номера цилиндров)

Особенностью двухтактных дизелей является то, что их рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала (360°). Поэтому и взаимное расположение кривошипов коленчатых валов имеет свои особенности: в четырехцилиндровом двигателе кривошипы смещены один относительно другого на 90° (360°: 4), в шестицилиндровом — на 60° (360°: 6).

Рис. Таблица чередования тактов шестицилиндрового двухтактного дизеля с порядком работы 1—5—3—6—2—4 (цифры в графе «Положение кривошипов коленчатого вала» обозначают порядковые номера цилиндров)

Перекрытие тактов и порядок чередования рабочих ходов в двухтактном шестицилиндровом дизеле показаны в таблице на рисунке.

В настоящее время на автомобилях широкое применение получили восьмицилиндровые V-образные двигатели. Цилиндры у этих двигателей располагаются в два ряда, чаще всего под углом 90°. Коленчатый вал таких двигателей имеет четыре кривошипа, смещенных один относительно другого на 90°. На каждую шейку кривошипа опираются одновременно по два шатуна.

В восьмицилиндровом двигателе за рабочий цикл (720°) совершается восемь рабочих ходов; их чередование, следовательно, происходит через 90° (720°: 8). Порядок работы цилиндров и чередование тактов в восьмицнлиндровом двигателе показаны в таблице на рисунке.

Рис. Таблица чередования тактов восьмицилиндрового двигателя с порядком работы цилиндров 1—5—4—2—0—3—7—8 (цифры в графе «Положение кривошипов коленчатого вала» обозначают порядковые номера цилиндров)

В многоцилиндровых двигателях вследствие непрерывного чередования рабочих ходов и перекрытия их одного другим обеспечивается более плавное и равномерное вращение коленчатого вала. Многоцилиндровые двигатели работают более устойчиво, без толчков и сотрясений, присущих одноцилиндровым двигателям.

Особенности работы многоцилиндровых двигателей

Работа четырехцилиндрового однорядного двигателя

Многоцилиндровые двигатели, как уже отмечалось в предыдущей статье, представляют собой конструкцию, объединяющую в единое целое несколько одноцилиндровых двигателей с одним общим коленчатым валом. При этом количество рабочих ходов за два полных оборота коленчатого вала (720˚) в таком двигателе, при работе по четырехтактному циклу, будет равно количеству цилиндров.

В каждом цилиндре протекают одинаковые рабочие процессы, но не одновременно.
Для того, чтобы представить работу многоцилиндрового двигателя, необходимо знать порядок чередования одноименных тактов по цилиндрам и интервалы одноименных тактов в различных цилиндрах. Эти интервалы определяют в углах поворота коленчатого вала, принимая за начало отсчета нахождение поршня в верхней мертвой точке (ВМТ).

Наиболее равномерная работа многоцилиндрового двигателя имеет место при чередовании тактов расширения в цилиндрах через равные промежутки времени, т. е. через равные углы поворота коленчатого вала. У четырехтактного однорядного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала (720˚), поэтому при однорядном расположении цилиндров угол поворота коленчатого вала между одноименными тактами в разных цилиндрах должен составлять 720˚/i , где i – число цилиндров двигателя.

Для уменьшения локальной нагрузки на коленчатый вал выбирают такой порядок работы цилиндров, чтобы такты расширения (рабочего хода) не протекали одновременно в смежных цилиндрах. Кроме того, при чередовании тактов рабочего хода в удаленных друг от друга цилиндрах способствует более эффективному и равномерному охлаждению двигателя.

Очевидно, что у четырехтактного четырехцилиндрового однорядного двигателя одноименные такты должны следовать через 180˚ угла поворота коленчатого вала. Следовательно, и шатунные шейки коленчатого вала должны быть расположены под углом 180˚, т. е. лежать в одной плоскости. При этом шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону относительно оси коленчатого вала, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров – в противоположную сторону. Это обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах двигателя. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя в течение его рабочего цикла называется порядком работы цилиндров двигателя.

Для четырехцилиндрового рядного двигателя возможны два варианта чередования тактов в цилиндрах: 1-2-4-3 и 1-3-4-2 (нумерация цилиндров ведется от передней части двигателя по ходу автомобиля или, в случае с поперечным расположением двигателя, со стороны, противоположной маховику).
С точки зрения описанных выше требований оба порядка работы цилиндров равноценны, поэтому применяются в разных двигателях, устанавливаемых на автомобилях.
Так, например, на автомобильных двигателях, используемых Горьковским автомобильным заводом (ГАЗ-3102, ГАЗ-2410 т. п.) обычно используют последовательность работы цилиндров 1-2-4-3, а на двигателях автомобилей ВАЗ и Москвич – 1-3-4-2.

Работа четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 подробно описана в Таблице 1.

Таблица 1. Работа однорядного четырехцилиндрового двигателя

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 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.

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 4 цилиндрового двигателя, однорядного, чередование тактов происходит через 1800, 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 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 .

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. ©

Работа многоцилиндровых двигателей

 

Коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: ускоренно – во время такта расширения и за-медленно – в других тактах. При сгорании заряда горючей смеси, необходимого для получения нужной мощности, на де-тали кривошипно-шатунного механизма действует ударная нагрузка, что увеличивает их износ и вызывает колебания все-го двигателя.

 

При движении поршня, шатуна и коленчатого вала возни-кают значительные силы инерции, которые достаточно слож-но уравновесить. Кроме того, для такого двигателя характерна плохая приемистость, то есть способность быстро увеличи-вать частоту вращения коленчатого вала при увеличении ко-личества сгораемого топлива.

 

Чтобы устранить недостатки одноцилиндровых двигате-лей, на тракторах и автомобилях устанавливают многоцилин-дровые двигатели, то есть такие, у которых несколько одно-цилиндровых двигателей объединены в один. Коленчатый вал этих двигателей вращается более равномерно.

 

Расположение цилиндров таких двигателей может быть одно- или двухрядным. Цилиндры большинства однорядных двигателей размещают вертикально, двухрядных – под углом друг к другу. Двухрядные двигатели (рисунок 3.6) могут быть V-образные (угол между цилиндрами меньше 180°) и оппо-зитные (угол между цилиндрами равен 180°).

 

 

 

 

Рисунок 3.6 – Схемы расположения цилиндров двигателя:

 

а – однорядное; б – двухрядное V-образное; в – двухрядное оппозитное

 

Отечественные двигатели имеют различное число цилин-дров – от 2 до 12. Во многих цилиндровых двигателях такты расширения осуществляются в определенной последователь-ности, в соответствии с порядком работы, который зависит от расположения цилиндров, взаимного положения кривошипов коленчатого вала и последовательности открытия и закрытия клапанов механизма газораспределения.

 

Рассмотрим работу многоцилиндровых двигателей на примере четырехцилиндрового однорядного двигателя (рису-нок 3.7).

 

Этот двигатель можно представить как соединенные вме-сте четыре одноцилиндровых двигателя с одним общим ко-ленчатым валом, кривошипы (колена) которого расположены

 

в одной плоскости. Два крайних колена направлены в одну сторону, а два средних – в противоположную (под углом

 

180°).

 

 

 

Рисунок 3.7 – Работа четырехцилиндрового четырехтактного двигателя (порядок работы 1–3–4–2)

 

В этом случае поршни движутся в цилиндрах в одном на-правлении попарно. Если в первом и четвертом цилиндрах поршни опускаются, то во втором и третьем – поднимаются (и наоборот).

 

 



Многоцилиндровые двигатели (автомобильные)

2.4.

Многоцилиндровые двигатели

Мощность, развиваемая двигателем, может быть увеличена за счет увеличения размера одного цилиндра
или наличия большего количества цилиндров одинакового размера. Один большой цилиндр может быть более удобным выбором
из-за меньшего количества деталей для производства и обслуживания, но преимущества
перевешиваются недостатками. Соотношение площадей днищ поршней и объемов цилиндров двух двигателей, один из которых
имеет удвоенные линейные размеры другого, выглядит следующим образом.

При одинаковом среднем эффективном давлении газа в цилиндрах обоих двигателей тяга поршня
увеличивается пропорционально площади головки поршня. Поэтому при удвоении диаметра цилиндра происходит четырехкратное увеличение усилия поршня. При данной скорости поршня и среднем эффективном давлении газа
мощность двигателя увеличивается пропорционально квадрату диаметра цилиндра. Поэтому
при удвоении диаметра цилиндра происходит четырехкратное увеличение мощности. Объем и, следовательно,
масса возвратно-поступательных компонентов увеличивается с кубом их размеров.Поэтому удвоение размеров поршня
увеличивает массу в восемь раз, из-за чего максимальная скорость поршня
должна быть уменьшена. Если ход поршня при заданной частоте вращения коленчатого вала удваивается,
скорость поршня также удваивается. Чтобы поддерживать одинаковую скорость поршня для обоих двигателей, скорость коленчатого вала
большого двигателя необходимо уменьшить вдвое. Крутящий момент пропорционален упору поршня
и длине хода кривошипа. Следовательно, за счет удвоения диаметра поршня и хода поршня
упор поршня увеличивается в четыре раза, а рычаг хода кривошипа удваивается, тем самым крутящий момент
увеличивается в восемь раз.
Таким образом, при удвоении диаметра цилиндра мощность увеличивается в четыре раза, а
вес увеличивается в восемь раз. Следовательно, вес увеличивается с большей скоростью по сравнению с
мощностью, что обеспечивает низкое отношение мощности к весу. Многоцилиндровые двигатели могут производить более высокую выходную мощность
из-за более высоких оборотов по сравнению с одноцилиндровым двигателем.


2.4,1.

Циклический крутящий момент и эффект маховика

Четырехтактный двигатель совершает один рабочий цикл за два оборота или 720
градусов x>f коленчатого вала; таким образом, каждый из четырех тактов соответствует половине
‘ оборота или повороту коленчатого вала на 180 градусов.Из четырех тактов, т. е. впускного,
сжатия, рабочего и выпускного, только рабочий
такт отдает энергию для привода коленчатого вала против
различных противодействующих нагрузок, в то время как остальные три оставшихся такта поглощают часть энергии на преодоление
насосных и фрикционных потерь. Кроме того, существуют возвратно-поступательные инерционные нагрузки, вызванные
обратным усилием, прилагаемым для изменения направления движения поршневого узла каждый раз, когда он
достигает своего положения ВМТ или НМТ. В результате имеет место значительное колебание частоты вращения коленчатого вала
в каждом рабочем цикле из-за изменения полезного давления в цилиндре на протяжении рабочего такта и противодействующих сил трения, насосной и инерционной нагрузок.
Маховик, прикрепленный к концу коленчатого вала, поглощает избыточную энергию, когда коленчатый вал
ускоряется во время своего рабочего хода на 180 градусов, и автоматически передает эту сохраненную
кинетическую энергию коленчатому валу для преодоления сопротивления повороту в течение следующих 540 градусов
, состоящих из трех не — рабочие штрихи. Коленчатый вал замедляется, поскольку маховик отдает
энергии для привода коленчатого вала в течение трех тактов холостого хода, но происходит восстановление скорости
из-за расширения движения поршня во время рабочего такта.Таким образом маховик уменьшает
колебаний частоты вращения коленчатого вала во время каждого цикла работы. Энергия, сообщаемая маховику и коленчатому валу
, иногда превышает среднюю резистивную нагрузку в двигателе, а в другие
раз может быть значительно ниже этого значения. Это заставляет маховик испытывать соответствующие колебания скорости
(рис. 2.10). Средняя высота диаграммы крутящего момента представляет собой крутящий момент
, эквивалентный постоянной нагрузке, воздействующей на двигатель. Заштрихованная область над линией среднего крутящего момента
указывает на избыточную энергию, накопленную в маховике, а энергия ниже средней линии
показывает энергию, получаемую от маховика за один цикл.

Рис. 2.10. Эффект маховика одноцилиндрового двигателя с постоянной нагрузкой.
В начале импульса мощности маховик имеет минимальную скорость, а ближе к концу рабочего хода
— максимальную скорость. Чтобы цикл событий продолжался, избыток
и дефицит энергии должны быть равны. Это означает, что кинетическая энергия маховика при увеличении и уменьшении скорости
должна быть одинаковой. Поскольку степень изменения скорости в каждом цикле
зависит от размера маховика, большой маховик гасит колебания скорости до минимума,
обеспечивая плавную работу двигателя на постоянных скоростях.Но, большая масса маховика противостоит любому быстрому разгону и торможению двигателя, из-за чего реакция двигателя становится
торпидной. С другой стороны, маленький маховик определенно заставляет двигатель быстро реагировать на быстрые изменения скорости
, но за счет неравномерной и неровной работы на низкой скорости.

2.4.2.

Многоцилиндровый циклический

Ограничения размера маховика и его неспособность сгладить
неравномерность крутящего момента между циклами в значительной степени устранена за счет использования многоцилиндровых
двигателей, в которых
фазы газораспределения с одним коленчатым валом расположены так, что рабочие такты

цилиндров происходят поэтапно, а не одновременно.При увеличении числа
цилиндров соответственно уменьшаются интервалы между импульсами мощности. Следовательно, изменение крутящего момента на протяжении четырех тактов цикла сглаживается.
Кривая циклического крутящего момента для одноцилиндрового двигателя (рис. 2.10) показывает рабочий ход каждые
720 градусов, а изменение пикового крутящего момента по отношению к среднему за один цикл составляет около 8:1. Когда добавляется второй цилиндр
, интервал между пусковыми импульсами уменьшается вдвое, т.2.11 А). При добавлении третьего цилиндра
интервал между пусковыми импульсами сокращается до 240 градусов, а пик среднего усилия поворота
дополнительно сглаживается до порядка 2,8:1 (рис. 2.11Б). Четырех-, пяти-, шести- и восьмицилиндровые двигатели
имеют интервалы зажигания 180 градусов, 144 градуса, 120 градусов и 90
градусов соответственно, при этом соответствующие отношения пикового крутящего момента к среднему уменьшены до 2:1, 1,7:1,
1,4:1 и л.л:! (рис. 2.11 с C по F).

Рис.2.11. Диаграммы крутящего момента многоцилиндрового двигателя.
A. Двухцилиндровый двигатель B. Трехцилиндровый двигатель.
C. Четырехцилиндровый двигатель D. Пятицилиндровый двигатель.
E. Шестицилиндровый двигатель F. Восьмицилиндровый двигатель.

2.4.3.

Достоинства и недостатки одно- и многоцилиндровых двигателей

При сравнении двигателей
разной кубатуры и разного количества цилиндров необходимо учитывать следующие основные факторы.
(a) Для заданной максимальной скорости поршня чем короче ход поршня, тем выше может быть
вращение коленчатого вала.
(b) По мере того, как цилиндр становится меньше, поршень становится легче пропорционально размеру цилиндра
, что соответственно приводит к увеличению скорости поршня.
(c) При одинаковом объеме цилиндров двигателя и максимальной скорости поршня многоцилиндровый двигатель
развивает большую мощность, чем одноцилиндровый двигатель.
id) Одноцилиндровый двигатель с той же площадью поперечного сечения поршня, что и многоцилиндровый двигатель
, обеспечивает больший выходной крутящий момент.
(e) Чем меньше размер цилиндра, тем выше его отношение поверхности к объему и, следовательно, выше
степень сжатия с улучшением теплового КПД двигателя.
if) При заданном общем объеме реакция на ускорение улучшается с увеличением числа цилиндров,
из-за более легких возвратно-поступательных компонентов и меньшего размера маховика.
(g) По мере увеличения числа цилиндров и длины двигателя крутильные колебания становятся
проблемой.
(h) С увеличением числа цилиндров
• мощность, затрачиваемая на преодоление вращательного и возвратно-поступательного сопротивления, также увеличивается,
• распределение смеси для карбюраторных двигателей становится более трудным,
• стоимость замены компонентов становится пропорционально выше, и
• увеличивается частота силовых импульсов, за счет чего выходная мощность становится
более стабильной.
Плавная работа многоцилиндровых двигателей возможна только тогда, когда каждая камера сгорания
создает такое же давление в камере сгорания, как и другие камеры того же двигателя. Карбюратор
должен обеспечивать качество заряда, смешивая топливо с поступающим воздухом в правильных пропорциях
. Впускной коллектор должен направлять равное количество смешанного заряда на каждый впускной клапан
. Время работы каждого впускного клапана должно быть таким же, как и у других, чтобы в каждую камеру сгорания поступало одинаковое количество заряда.Распределитель зажигания должен синхронизироваться, чтобы подавать искру
через зазор свечи зажигания, когда компрессия достигает одинаковой величины во всех цилиндрах
. При соблюдении всех этих требований давление в камерах сгорания равно
. Но практически эти идеальные требования не выполняются во всех условиях эксплуатации из-за увеличения производственных затрат. Многоцилиндровые двигатели предпочтительнее одноцилиндровых двигателей
, которые дают такую ​​же мощность по следующим причинам:

Большой одноцилиндровый двигатель

Многоцилиндровый двигатель
id) Рычажный крутящий момент только от одного рабочего хода за
два оборота
(a) Больше рабочих ходов на оборот, что обеспечивает
плавный выходной крутящий момент
(b) Требуется тяжелый маховик (6) Более легкий маховик позволяет быстрее разгоняться
(c) Большой поршень и клапаны
создают значительные трудности с охлаждением
(c) Маленькие клапаны и поршни облегчают охлаждение
(d) Сильные пульсации выхлопа затрудняют
глушение
(rf) Более частые и меньшие пульсации облегчают глушение
(e) Двигатель будет очень высоким, и его будет трудно
разместить под капотом
(e) Двигатель намного компактнее
Двигатель будет очень тяжелым (f) Двигатель будет весить намного меньше, чем одноцилиндровый двигатель
fce) Тяжелый поршень затрудняет балансировку (g) Легко балансируется
й -.-
Hh) Должен работать на низких скоростях
(h) Может работать на гораздо более высокой скорости.

Что такое многоцилиндровый двигатель? – Кухня

Многоцилиндровый дизельный двигатель с наддувом и низкой степенью сжатия , в котором при запуске и, возможно, при частичной нагрузке ряд цилиндров работает как компрессор, а сжатый воздух, производимый им, подается к остальным работающим цилиндрам. в качестве двигателя помимо внутреннего сгорания

Что такое определение многоцилиндрового двигателя?

прилагательное.имеющий более одного цилиндра, как двигатель внутреннего сгорания или паровой двигатель.

Каковы преимущества многоцилиндровых двигателей?

Таким образом, преимущества многоцилиндровых двигателей: Температурные нагрузки снижаются, так как многоцилиндровый двигатель имеет большую площадь охлаждающей поверхности из-за меньшего диаметра цилиндра.

В чем разница между одноцилиндровыми и многоцилиндровыми двигателями?

По сравнению с многоцилиндровыми двигателями одноцилиндровые двигатели обычно проще и компактнее.Неравномерная подача мощности означает, что одноцилиндровому двигателю часто требуется более тяжелый маховик, чем сопоставимому многоцилиндровому двигателю, что приводит к относительно более медленным изменениям частоты вращения двигателя.

Почему большинство двигателей многоцилиндровые?

Восемь цилиндров распределяют нагрузку во время цикла двигателя. Это означает, что все движение будет намного более плавным, чем с одним большим цилиндром, который просто дергает двигатель вдребезги, когда он бросает его после сильного взрыва, а затем «перезаряжается», пока не придет время снова двигаться.

Как работает многоцилиндровый двигатель?

Многоцилиндровый дизельный двигатель с наддувом и низкой степенью сжатия, в котором при запуске и, возможно, при частичной нагрузке ряд цилиндров работает как компрессор, а сжатый воздух, производимый им, подается к остальным цилиндрам, работающим как двигатель помимо внутреннего сгорания

В чем разница между двигателем AV и оппозитным двигателем?

Повышенная сложность: по сравнению с двигателями V оппозитные двигатели имеют больше распределительных валов, более сложные ремни распределительных валов и более сложное охлаждение.Это делает работу с оппозитными двигателями сложнее и дороже. Свечи поменять тоже хлопотно.

Делает ли автомобиль быстрее большее количество цилиндров?

Как правило, чем больше цилиндров в двигателе, тем выше мощность. Это часто происходит в результате компромисса в эффективности использования топлива. Для большей мощности требуется больше топлива, а это означает, что в конечном итоге вы будете платить значительно больше за бензин в течение всего срока службы вашего автомобиля.

Зачем нужен маховик в многоцилиндровых двигателях?

Маховик поглощает часть энергии рабочего хода, так как начинает вращаться быстрее.Когда рабочий ход заканчивается, его вес придает ему необходимую инерцию для продолжения вращения. Тем не менее, конструкции и несколько цилиндров используются в продуманном порядке запуска, чтобы максимально сгладить обороты между тактами.

Каковы преимущества многоцилиндрового двигателя перед одноцилиндровым двигателем?

Многоцилиндровые двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с одноцилиндровыми двигателями, главным образом благодаря их способности нейтрализовать дисбаланс за счет того, что соответствующие механизмы во время работы двигателя движутся в противоположных направлениях.

Что лучше одноцилиндровый или двухцилиндровый?

Параллельные близнецы работают намного мягче, чем одноцилиндровые. Когда один поршень при сгорании опускается вниз, другой поршень направляется вверх, и оба поршня уравновешивают вибрации друг друга. Параллельные двухцилиндровые двигатели также способны развивать большую пиковую мощность.

Почему одноцилиндровые двигатели вибрируют?

Статическая масса Если вес или распределение веса движущихся частей неравномерны, их движение может вызвать неуравновешенные силы, что приведет к вибрации.Например, если вес поршней или шатунов в разных цилиндрах разный, возвратно-поступательное движение может вызвать вертикальные силы.

Есть ли 2-х цилиндровый автомобиль?

Volkswagen представил любителям двухцилиндровых двигателей удивительную вещь – Volkswagen XL Sport. Как сообщает USA Today, этот автомобиль был представлен на автосалоне в Париже и имеет самый мощный в мире двухцилиндровый двигатель.

Являются ли большинство автомобильных двигателей многоцилиндровыми двигателями?

4.Объясните четырехтактный цикл двигателя. 5. Большинство автомобильных двигателей являются многоцилиндровыми.

Что такое двигатель InLine?

InLine Engine — это двигатель с очень простой и традиционной конструкцией. В этом типе конструкции двигателя цилиндры расположены по прямой линии, как показано на схеме. Поскольку все цилиндры расположены по прямой линии, производители иногда называют этот двигатель «прямым двигателем».

Каковы 4 наиболее распространенных типа конструкции двигателя?

Как нибудь почему работают разные типы двигателей.

  • Тепловые двигатели. Двигатели внутреннего сгорания (двигатели внутреннего сгорания) Двигатели внешнего сгорания (двигатели ЕС) Реактивные двигатели.
  • Электрические двигатели.
  • Физические двигатели.

HCCI Работа многоцилиндрового двигателя

%PDF-1.4 % 1 0 объект > /Метаданные 2 0 R /PieceInfo > >> /Страницы 3 0 Р /PageLayout /OneColumn /StructTreeRoot 4 0 R /Тип /Каталог /LastModified (D:20061221110332) /PageLabels 5 0 R >> эндообъект 6 0 объект /Создатель (Acrobat PDFMaker 7.0,7 для Word) /Производитель (Acrobat Distiller 7.0.5 \(Windows\)) /ModDate (D:20061221110332+01’00’) /Компания /SourceModified (D:20061221100315) /Title (Эксплуатация многоцилиндрового двигателя HCCI) >> эндообъект 2 0 объект > поток Acrobat Distiller 7.0.5 (Windows)Acrobat PDFMaker 7.0.7 для Word2006-12-21T11:03:32+01:002006-12-21T11:03:25+01:002006-12-21T11:03:32+01: 00application/pdf

  • HCCI Работа многоцилиндрового двигателя
  • Пер Тунестол
  • uuid:6937ae26-4e0e-4357-982b-973fb122effduuid:121a66b9-8445-47a2-9a2b-892b91c50affLTH, FörbränningsmotorerD:20061221100315 конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 7 0 объект > /XОбъект > >> /Анноты [22 0 R] /Родитель 3 0 Р /MediaBox [0 0 595 842] >> эндообъект 8 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 9 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 10 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 11 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 12 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 13 0 объект > /ProcSet [/PDF /текст] /ExtGState > >> /Тип /Страница >> эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > поток xWMoF]@7`uKSI$%RSMZ$mHpQ]{+ ͯyo{˱lzawl۵>|NWWYq5W Wmrjo)q!͇NmvӚ ˡ3WUkvֺ[~秛ۏVW:vv{2mB,_b,DE4yͥ=S+u!9f~ eyLMc; .ڤX{yDCHF;NVkV(۾!aH#[email protected]!Dh>h 51yL0Ǿ&hBz;%,ETJs+ҳͮ#Ϟ»YF»-웓ў

    Эксплуатация многоцилиндровых двигателей

    Цикл операций четырех- Такт двигателей завершается за два оборота коленчатого вала.При таком рабочем цикле коленвал получает энергию от поршня только в течение одной половины своего оборота, когда поршень движется на рабочем такте.В течение оставшихся трех полуоборотов коленчатый вал продолжает вращается по инерции и с помощью маховика перемещает поршень на всех его дополнительных ходах — выпуске, впуске и сжатии.Поэтому коленчатый вал одноцилиндрового двигателя, работающего по принципу четырехтактности, вращается неравномерно: ускоряется на рабочем такте и тормозится на дополнительных ходах поршня. Кроме того, одноцилиндровый двигатель обычно маломощный и имеет чрезмерную вибрацию. По этой причине современные тракторы и автомобили оснащены многоцилиндровыми двигателями.

    Для того чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, рабочие такты его поршней должны быть расположены на одном и том же угле поворота коленчатого вала (т.е., они должны происходить через равные промежутки времени, называемые интервалами срабатывания). Чтобы найти этот угол, продолжительность цикла двигателя, выраженная в градусах поворота коленчатого вала, делится на число цилиндров двигателя. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе рабочий такт происходит через каждые 180 (720:4), т. е. через каждые пол-оборота коленчатого вала. Остальные такты в этом двигателе происходят также каждые 180. Поэтому ходы коленчатого вала (или ходы коленчатого вала) четырехцилиндровых четырехтактных двигателей разнесены на 180, т.е.д., они лежат в одной плоскости. Коленчатые валы первого и четвертого цилиндров расположены с одной стороны коленчатого вала, а второго и третьего — с противоположной. Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерные интервалы зажигания и хорошую балансировку двигателя, так как все поршни одновременно достигают своих крайних положений (два поршня достигают ВМТ одновременно с двумя другими).

    Рис.5 (a) Принципиальная схема и (b) схема порядка работы четырехцилиндрового четырехтактного двигателя

     

    Порядок, в котором происходят одинаковые ходы поршня в цилиндрах двигателя, называется порядком воспламенения. Порядок работы производимых в этой стране четырехцилиндровых тракторных двигателей 1-3-4-2. Это означает, что после того, как поршень в первом цилиндре завершил свой рабочий ход, следующий рабочий ход происходит в третьем цилиндре, затем в четвертом цилиндре и, наконец, во втором цилиндре (рис.5 ).

    При выборе порядка зажигания для конкретного двигателя конструкторы стараются максимально равномерно распределить нагрузку на коленчатый вал.

    Многоцилиндровые двигатели, используемые на автомобилях и тракторах, могут иметь рядное или двухрядное (V-образное) расположение цилиндров. В рядном цилиндровом двигателе ( рис. 6а ) все цилиндры расположены вертикально по прямой линии, а в двухрядном двигателе цилиндры расположены двумя рядами под углом друг к другу ( Инжир.6б ). Двигатели V-образного типа более компактны и менее тяжелые, чем их рядные цилиндровые аналоги.




    Рис. 6. Многоцилиндровые двигатели

    (a) рядное расположение цилиндров; компоновки в V-6 и V-8

    двигатели типа

    соответственно;

    (b) расположение цилиндров V-образного типа; серийные номера с 1 по 8

    (c) и (d) коленчатый вал цилиндров

     

    В шестицилиндровом четырехтактном двигателе подобные ходы поршня происходят с интервалом в 120 градусов.Поэтому его кривошипы разнесены попарно в трех плоскостях с углом между ними 120 ( рис. 6с ). В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе подобные ходы поршня происходят через каждые 90°, поэтому кривошипы расположены крестообразно с углом между ними 90° ( рис. 6г). В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе на каждые два оборота коленчатого вала приходится восемь рабочих тактов, что обеспечивает очень плавную работу двигателя. В современных шести- и восьмицилиндровых автомобильных двигателях используется V-образное расположение цилиндров.Порядок работы восьмицилиндровых четырехтактных двигателей 1-5-4-2-6-3-7-8, а шестицилиндровых 1-4-2-5-3-6.

    Зная порядок работы двигателя, можно правильно подключить провода зажигания к свечам или топливные трубки к форсункам и отрегулировать клапана.


    Дата: 24.12.2015; просмотр: 2516


    Как работает многоцилиндровый двигатель? – JanetPanic.com

    Как работает многоцилиндровый двигатель?

    Многоцилиндровый дизельный двигатель с наддувом и низкой степенью сжатия, в котором при запуске и, возможно, при частичной нагрузке ряд цилиндров работает как компрессор, а сжатый воздух, производимый им, подается к остальным цилиндрам, работающим как двигатель помимо внутреннего сгорания …

    Какой двигатель лучше 3-х цилиндровый или 4-х цилиндровый?

    3-цилиндровый двигатель лучше подходит для экономии топлива и экономии средств.4-цилиндровый двигатель лучше подходит для утонченности и мощности.

    Какой порядок работы 3-цилиндрового двигателя?

    Справочный список порядка стрельбы

    Количество цилиндров Приказ о стрельбе Применение
    3 1-2-3 Saab двухтактный, двигатель Perodua Kancil
    1-3-2 двигатель BMW K75, двигатель Subaru Justy
    4 1-3-4-2 Большинство рядных 4-х двигателей Ford Taunus V4
    1-2-4-3 Некоторые двигатели British Ford и Riley, двигатель Ford Kent, Riley Nine

    Что такое многоцилиндровые двигатели?

    , имеющий более одного цилиндра, как двигатель внутреннего сгорания или паровой двигатель.

    Какие автомобили используют многоцилиндровые двигатели?

    5 современных автомобилей с двухцилиндровым двигателем!

    • Тата Нано. Первый покупатель Tata Nano.
    • Марути Сузуки Селерио. Марути Сузуки Селерио.
    • 2014 Альфа Ромео Мито. Альфа Ромео Мито 2014 года.
    • Фольксваген XL Спорт. Фольксваген XL Спорт.
    • 2018 Морган 3 Уилер. 2018 Морган 3 Уилер.

    В чем недостаток 3-цилиндрового двигателя?

    Другим недостатком 3-цилиндрового двигателя является то, что подача мощности не такая плавная, как у 4-цилиндровых двигателей.Это связано с тем, что 3-цилиндровый двигатель немного вялый на низких оборотах, но по мере увеличения оборотов коленчатый вал сохраняет достаточный импульс и способен выдавать здоровую выходную мощность.

    Сколько цилиндров подходит для автомобиля?

    В общем, вы получите большую экономию топлива от 4-цилиндрового двигателя. Обычно вы получаете больше мощности и производительности от 6-цилиндрового двигателя. Если вы ищете автомобиль меньшего размера, у вас, скорее всего, будет 4-цилиндровый двигатель. Для буксировки подойдут 6-цилиндровые двигатели.

    Почему цилиндры не стреляют по порядку?

    В двигателях цилиндры не срабатывают в последовательности 1-2-3-4-5-6 и так далее, так как это может привести к деформации или поломке коленчатого вала. Таким образом, производители перетасовывают сгорание таким образом, чтобы создать баланс мощности в двигателе. Единой практики нумерации цилиндров в V-образных двигателях не существует.

    Какие автомобили используют многоцилиндровые двигатели?

    Какой двигатель у Hyundai Kia?

    Хендай КИА 1.0 Двигатель MPi/T-GDi (Kappa G3LA/G3LC) Обзор Двигатель MPi 1,0 л Hyundai из семейства Kappa представляет собой трехцилиндровый бензиновый двигатель с многоточечным впрыском топлива и является частью продуктовой стратегии Hyundai-Kia, направленной к высоким достижениям с топливной экономичностью.

    К какому двигателю относится двигатель g4kd?

    Двигатель G4KD принадлежит Theta II. Новый двигатель представляет собой полностью переработанный G4KA.

    Как долго служат каппа-двигатели?

    В целом двигатели Kappa очень надежны и недостатки в большей степени связаны с эксплуатацией.Средний ресурс двигателя обоих силовых агрегатов составляет около 120 000 миль (200 000 км).

    Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания и способ работы многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания

    Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Германии № 102010037362.1, поданной 7 сентября 2010 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

    Изобретение относится к многоцилиндровому двигателю внутреннего сгорания с прикладным зажиганием.

    Двигатели с искровым зажиганием работают на гомогенной топливно-воздушной смеси, которая при отсутствии непосредственного впрыска готовится за счет внешнего смесеобразования путем подачи топлива во всасываемый воздух во впускном тракте. Требуемая выходная мощность регулируется изменением заряда камеры сгорания, так что, в отличие от дизельного двигателя, работа двигателя с искровым зажиганием основана на количественном контроле.

    Нагрузка обычно регулируется с помощью дроссельной заслонки, установленной во впускном тракте.Регулировкой дроссельной заслонки можно в большей или меньшей степени уменьшить давление всасываемого воздуха после дроссельной заслонки. Чем дальше дроссельная заслонка закрыта, тем больше потеря давления всасываемого воздуха над дроссельной заслонкой и тем меньше давление всасываемого воздуха за дроссельной заслонкой и перед входом в цилиндр. Таким образом, при постоянном объеме камеры сгорания можно регулировать массу воздуха, то есть количество, посредством давления всасываемого воздуха.Однако в диапазоне частичной нагрузки, поскольку малые нагрузки требуют высокой степени дросселирования и снижения давления во впускном тракте, потери цикла заряда увеличиваются по мере уменьшения нагрузки и увеличения дросселирования. В результате снижается КПД двигателя и, следовательно, экономия топлива.

    Были разработаны различные стратегии для снижения дроссельной заслонки двигателя внутреннего сгорания с включенным зажиганием, чтобы уменьшить описанные потери. Поскольку в режиме частичной нагрузки двигатель с искровым зажиганием имеет низкий КПД из-за управления дроссельной заслонкой, тогда как дизельный двигатель имеет более высокий КПД, были предприняты попытки объединить два метода работы друг с другом, чтобы использовать преимущества метода дизельного двигателя в пользу метода двигателя с искровым зажиганием.Здесь работа по развитию была сосредоточена в первую очередь на основных чертах двух методов. Обычный метод искрового зажигания характеризуется сжатием смеси, гомогенной смесью, прикладным зажиганием и количественным контролем, тогда как традиционный метод дизельного двигателя характеризуется сжатием воздуха, неоднородной смесью, воспламенением от сжатия и качественным контролем. .

    Одним из подходов к дедросселированию, например, является использование двигателя с искровым зажиганием с непосредственным впрыском.Непосредственный впрыск топлива является подходящим средством для достижения расслоения заряда камеры сгорания. Таким образом, в определенных пределах непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания позволяет осуществлять качественный контроль в двигателе с искровым зажиганием. Смесеобразование происходит за счет непосредственного впрыска топлива в цилиндры или, вернее, воздуха, находящегося в цилиндрах, а не за счет внешнего смесеобразования, при котором топливо вводится во всасываемый воздух во впускном тракте.

    Другой возможный способ оптимизации процесса сгорания в двигателе с искровым зажиганием заключается в использовании механизма с регулируемым клапаном.В отличие от обычных клапанных механизмов, в которых подъем клапана, а также синхронизация, то есть время открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов, предопределены как неизменные величины нерегулируемым и, следовательно, негибким механизмом клапанный механизм, эти параметры, влияющие на процесс сгорания и тем самым на расход топлива, можно в большей или меньшей степени изменять с помощью регулируемых клапанных механизмов. Регулирование нагрузки без дросселя и, следовательно, без потерь возможно просто за счет возможности изменять время закрытия впускного клапана и подъем впускного клапана.

    Недостаток описанных выше концепций состоит в том, что они не подходят для дооснащения уже имеющихся на рынке двигателей, поскольку требуют существенной модификации базового двигателя и/или клапанного механизма, а также дополнительных сложных компонентов.

    Одним из подходов к снижению дроссельной заслонки двигателей с искровым зажиганием, уже представленных на рынке, является отсечка цилиндров. Это служит для улучшения, то есть повышения эффективности в диапазоне частичных нагрузок, поскольку отключение одного цилиндра многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания увеличивает нагрузку на работающие цилиндры, так что дроссельная заслонка может быть открыта. кроме того, чтобы ввести в эти цилиндры большую массу воздуха, так что в целом достигается снижение дроссельной заслонки двигателя внутреннего сгорания.Благодаря большей подаваемой воздушной массе цилиндры, продолжающие работать во время частичной отсечки, имеют улучшенное смесеобразование и допускают более высокие скорости рециркуляции отработавших газов. Дополнительные преимущества с точки зрения эффективности заключаются в том, что благодаря отсутствию сгорания отрезанный цилиндр не создает потерь тепла через стенку из-за передачи тепла от продуктов сгорания к стенкам камеры сгорания.

    Помимо вышеупомянутых преимуществ, частичная отсечка, особенно в многоцилиндровых двигателях внутреннего сгорания с нечетным числом n цилиндров, также имеет недостатки, которые часто являются препятствием для использования в серийном производстве.Обычно в рядном трехцилиндровом двигателе, например, один цилиндр двигателя выполнен в виде отсечного цилиндра. При нормальной работе, то есть когда все три цилиндра работают и частичное отключение отключено, цилиндры запускаются в порядке зажигания 1-2-3 с интервалом 240° СА. В контексте частичной отсечки отсечной цилиндр деактивируется, и только два оставшихся цилиндра продолжают работать, так что возникает неравномерная схема срабатывания, при которой интервал срабатывания чередуется между 240° CA и 480° CA, что приводит к нескольким пагубные последствия.

    Конструкция двигателя, возбуждаемая колебаниями корпусного звука импульсами и переменными силами, излучает корпусный звук через поверхности двигателя в виде воздушного шума и, таким образом, создает реальный шум двигателя. Неравномерная схема зажигания приводит к негармоничному шуму двигателя, который воспринимается как неприятный. Это невыгодно, поскольку шум, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, оказывает значительное влияние на покупательское поведение покупателей. Кроме того, возбуждение коленчатого вала в диапазоне собственных частот может привести к высоким амплитудам вращательных колебаний, что может привести даже к усталостному разрушению.

    Обсуждаемые проблемы на примере трехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания аналогично существуют в любом многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания, в котором нечетное число n цилиндров расположено в ряд, например, также в случае пятицилиндрового двигателя. цилиндровый двигатель внутреннего сгорания, в котором пять цилиндров расположены в ряд. Изобретатели здесь признали вышеуказанные проблемы и предложили решение, по крайней мере, частичное их решение. Таким образом, предложен способ работы многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с прикладным зажиганием, имеющего нечетное число n цилиндров, расположенных в ряд.Способ включает работу многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с включенным зажиганием, в котором нечетное число n цилиндров расположено в ряд, и в режиме частичной нагрузки, когда нагрузка двигателя ниже пороговой, обеспечивает частичное отключение цилиндров. частичное отключение, включающее работу каждого цилиндра только с перерывами, так что каждый цилиндр запускается и отключается по очереди с интервалом (2×720° СА)/n.

    В способе согласно настоящему раскрытию, при нормальной работе, когда все n цилиндров работают и частичное отключение отключено, n цилиндров запускаются с интервалом запуска примерно 720° CA/n.С другой стороны, во время частичного отключения каждый цилиндр работает прерывисто и таким образом, что каждый цилиндр запускается и отключается по очереди, так что в режиме частичной нагрузки цилиндры запускаются в измененном порядке запуска и при запуске. интервал примерно (2*720° СА)/(n). Таким образом, интервал воспламенения удваивается при частичном отключении цилиндров. Частичное отключение в соответствии с изобретением приводит к равномерному интервалу зажигания, то есть к регулярному режиму зажигания и тем самым к гармоничному шуму двигателя.

    В многоцилиндровом рядном двигателе с нечетным числом цилиндров и примененным зажиганием способ частичной отсечки в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить потери в цикле заряда, которые неизбежно возникают из-за количественного управление с помощью дроссельной заслонки, избегая при этом неравномерной картины зажигания, при которой интервалы включения варьируются и что отрицательно сказывается на уровне шума. Таким образом, снижение дроссельной заслонки двигателя может быть достигнуто без необходимости мириться с недостатками, связанными с уровнем шума.

    Вышеупомянутые преимущества и другие преимущества, а также особенности настоящего описания будут очевидны из следующего подробного описания, взятого отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.

    Следует понимать, что вышеприведенная сводка представлена ​​для того, чтобы представить в упрощенной форме выбор концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Он не предназначен для определения ключевых или существенных признаков заявленного предмета, объем которого однозначно определяется формулой изобретения, следующей за подробным описанием.Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается реализациями, которые устраняют любые недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.

    РИС. 1 показана принципиальная схема двигателя, включающая в себя цилиндр и систему зажигания.

    РИС. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая примерный способ работы двигателя в режиме частичной отсечки.

    РИС. 3 показана примерная схема точек зажигания трех цилиндров трехцилиндрового рядного двигателя с включенным зажиганием при нормальной работе полного цилиндра.

    РИС. 4 приведена примерная схема точек зажигания трех цилиндров трехцилиндрового рядного двигателя с включенным зажиганием в режиме частичной отсечки.

    РИС. 5 показана примерная диаграмма точек зажигания трех цилиндров трехцилиндрового рядного двигателя с включенным зажиганием при переходе от нормальной работы полного цилиндра к частичной отсечке.

    РИС. 6 показана примерная схема точек зажигания трех цилиндров трехцилиндрового рядного двигателя с включенным зажиганием при переходе от режима частичной отсечки к нормальному режиму работы полного цилиндра.

    Чтобы уменьшить дроссельную заслонку двигателя и улучшить экономию топлива, можно активировать частичное отключение цилиндров, при котором каждый цилиндр отключается по очереди. ИНЖИР. 1 показан пример двигателя, который может работать в режиме частичной отсечки в соответствии со способом, показанным на фиг. 2. Фиг. 3-6 изображают временные диаграммы зажигания во время выполнения способа по фиг. 2.

    Обратимся теперь к фиг. 1 проиллюстрирована схематическая диаграмма, показывающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10 , который может быть включен в силовую установку автомобиля.Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере, частично системой управления, включающей в себя контроллер 12 , и вводом от оператора транспортного средства 132 через устройство 130 ввода. В этом примере устройство ввода , 130, включает в себя педаль акселератора и датчик , 134, положения педали для генерирования пропорционального сигнала положения педали PP. Камера сгорания (т.е. цилиндр) 30 двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с расположенным в них поршнем 36 .Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 , так что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен как минимум с одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартер может быть соединен с коленчатым валом 40 через маховик для запуска двигателя 10 .

    Камера сгорания 30 может получать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может отводить продукты сгорания через выпускной канал 48 .Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут выборочно сообщаться с камерой сгорания 30 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 . В некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 может включать два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

    В этом примере впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться кулачковым приводом через соответствующие кулачковые приводные системы 51 и 53 .Системы приведения в действие кулачков 51 и 53 могут включать в себя один или несколько кулачков и могут использовать один или несколько переключателей профилей кулачков (CPS), регулируемых фаз газораспределения (VCT), регулируемых фаз газораспределения (VVT) и/или регулируемых фаз газораспределения. системы лифта (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапана. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками положения 55 и 57 соответственно. В альтернативных вариантах осуществления впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться электрическим приводом клапана.Например, цилиндр 30 может альтернативно включать впускной клапан, управляемый с помощью электрического привода клапана, и выпускной клапан, управляемый с помощью кулачкового привода, включая системы CPS и/или VCT.

    В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть оснащен одной или несколькими топливными форсунками для подачи в них топлива. В качестве неограничивающего примера показан цилиндр 30 , включающий одну топливную форсунку 66 , в которую подается топливо из топливной системы 172 .Топливная форсунка 66 показана соединенной непосредственно с цилиндром 30 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, полученного от контроллера 12 через электронный драйвер 68 . Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает так называемый непосредственный впрыск (далее также называемый «DI») топлива в цилиндр 30 сгорания.

    Следует понимать, что в альтернативном варианте осуществления форсунка 66 может быть форсункой, подающей топливо во впускной канал перед цилиндром 30 .Также следует понимать, что цилиндр 30 может получать топливо от множества форсунок, таких как множество портовых форсунок, множество форсунок прямого действия или их комбинация.

    Продолжая работу с РИС. 1, впускной канал 42 может включать в себя дроссельную заслонку 62 , имеющую дроссельную пластину 64 . В этом конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может изменяться контроллером 12 с помощью сигнала, подаваемого на электродвигатель или исполнительный механизм, входящий в состав дроссельной заслонки 62 , конфигурация, которая обычно называется электронным управлением дроссельной заслонкой ( ТАК ДАЛЕЕ).Таким образом, дроссель 62 может управляться для изменения всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может быть предоставлено контроллеру 12 сигналом TP положения дроссельной заслонки. Впускной канал 42 может включать датчик массового расхода воздуха 120 и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для подачи соответствующих сигналов MAF и MAP на контроллер 12 .

    Система зажигания 88 может подавать искру зажигания в камеру сгорания 30 через свечу зажигания 92 в ответ на сигнал опережения зажигания SA от контроллера 12 в некоторых режимах работы. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания или одна или несколько других камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия с искрой зажигания или без нее.

    Верхний датчик выхлопных газов 126 показан соединенным с выхлопным каналом 48 перед устройством контроля выбросов 70 . Верхний датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для индикации соотношения воздух-топливо в выхлопных газах, таким как линейный широкополосный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный кислородный датчик в выхлопных газах), узкополосный кислородный датчик с двумя состояниями или EGO. , HEGO (подогреваемый EGO), NO x , датчик HC или CO.

    Устройство контроля выбросов 70 показано расположенным вдоль выпускного канала 48 после датчика выхлопных газов 126 .Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный катализатор (TWC), сконфигурированный для снижения NOx и окисления CO и несгоревших углеводородов. В некоторых вариантах осуществления устройство 70 может быть ловушкой NO x , различными другими устройствами контроля выбросов или их комбинациями.

    Второй датчик выхлопных газов 128 показан соединенным с выпускным каналом 48 после устройства контроля выбросов 70 . Нижний датчик 128 может представлять собой любой подходящий датчик для индикации соотношения воздух-топливо выхлопных газов, такой как UEGO, EGO, HEGO и т. д.

    Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления система рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Количество EGR, подаваемое во впускной канал 42 , может изменяться контроллером 12 через клапан 142 EGR. Кроме того, датчик , 144, рециркуляции отработавших газов может быть расположен в канале рециркуляции отработавших газов и может обеспечивать индикацию одного или нескольких из давления, температуры и концентрации выхлопного газа.В некоторых случаях система рециркуляции отработавших газов может использоваться для регулирования температуры воздушно-топливной смеси в камере сгорания.

    Контроллер 12 показан на РИС. 1 в качестве микрокомпьютера, включая микропроцессор 102 , порты ввода/вывода 104 , электронный носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанных как микросхема памяти только для чтения 106 , в данном конкретном примере оперативная память 108 , сохранить живую память 110 , и шину данных.Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10 , в дополнение к тем сигналам, которые обсуждались ранее, включая измерение массового расхода вводимого воздуха (MAF) от датчика массового расхода воздуха 120 ; температура охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика температуры 112 , соединенного с охлаждающей втулкой 114 ; сигнал срабатывания профиля зажигания (PIP) от датчика Холла 118 (или другого типа), соединенного с коленчатым валом 40 ; положение дроссельной заслонки (ТР) от датчика положения дроссельной заслонки; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, от датчика 122 .Сигнал частоты вращения двигателя, RPM, может генерироваться контроллером 12 из сигнала PIP.

    Постоянное запоминающее устройство 106 на носителе данных может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими неизменяемые инструкции, исполняемые процессором 102 для выполнения методов, описанных ниже, а также других вариантов, которые ожидаются, но не перечислены конкретно.

    Как описано выше, на ФИГ. 1 показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может также иметь свой набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания и т. д.

    РИС. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ , 200, для работы двигателя в режиме частичной отсечки согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Способ 200 включает в себя, в 202 , определение того, находятся ли нагрузка и/или скорость двигателя ниже порогового значения. Частичное отключение цилиндров может быть активировано, когда нагрузка на двигатель ниже порога. Пороговым значением может быть любая подходящая нагрузка двигателя, ниже которой положение дроссельной заслонки, количество впрыскиваемого топлива и т. д. могут привести к снижению расхода топлива, например, 20 % нагрузки, 30 % нагрузки и т. д.Кроме того, порог нагрузки может изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя. Например, при более высоких оборотах двигателя порог нагрузки может быть ниже, чем при более низких оборотах двигателя. Это означает, что существует не только фактическая нагрузка, ниже которой один цилиндр отключается в зависимости от частоты вращения двигателя, но и подход, зависящий от частоты вращения двигателя, определяющий диапазон частичной нагрузки в пределах карты скорости-нагрузки, в которой частичный осуществляется отсечка.

    Если в 202 определено, что нагрузка и/или скорость двигателя не ниже порогового значения, метод 200 переходит к 204 для запуска всех цилиндров.В контексте настоящего изобретения зажигание цилиндра означает, что в цилиндр подается горючая или воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь, инициируется воспламенение, то есть вводится искра зажигания, и топливно-воздушная смесь воспламеняется и сжигается. В этом отношении существует различие между воспламенением и инициированием прикладного воспламенения, то есть активацией прикладного воспламенения. Запуск всех цилиндров включает в себя запуск одного цилиндра каждые 720°/n CA в точке 206 .Например, в трехцилиндровом двигателе (n=3), когда все три цилиндра работают, цилиндры могут запускаться в порядке зажигания 1-2-3 с интервалом 240° СА. В других вариантах осуществления, например в пятицилиндровом двигателе (n=5), пять цилиндров могут запускаться последовательно в порядке зажигания 1-2-4-5-3 с интервалом 144°С. Для целей настоящего раскрытия нумерация цилиндров регулируется DIN 73021. В случае рядных двигателей цилиндры нумеруются непрерывно последовательно, начиная со стороны, расположенной напротив сцепления.

    Для запуска цилиндров впрыск топлива во все цилиндры включается по адресу 208 . Для воспламенения топлива, подаваемого в цилиндры, поток воздуха через каждый цилиндр поддерживается на уровне 210 , а искра включается для каждого цилиндра на уровне 212 . Кроме того, положение дроссельной заслонки и количество подаваемого топлива устанавливаются для поддержания требуемого оператором крутящего момента на уровне 214 .

    Если в 202 определено, что нагрузка и/или частота вращения двигателя ниже порогового значения, метод 200 переходит к 216 , чтобы включить операцию частичного отключения цилиндров.В режиме частичной нагрузки отключается один цилиндр, поэтому нагрузка на остальные цилиндры увеличивается. Это требует открытия дроссельной заслонки, чтобы ввести в эти цилиндры большую массу воздуха, и приводит к снижению дроссельной заслонки двигателя внутреннего сгорания. Включение операции частичной отсечки включает, в 218 , последовательное выключение каждого цилиндра и запуск одного активного цилиндра через каждые (2*720)/n CA°. Никакой конкретный цилиндр двигателя не выполнен в качестве цилиндра отсечки и деактивирован в контексте частичной отсечки, а скорее запускается и деактивируется каждый цилиндр.Другими словами, каждый цилиндр отключается по очереди во время частичного отключения в режиме частичной нагрузки, при этом одновременно отключается только один цилиндр, а остальные цилиндры работают. Подходящий порядок стрельбы предпочтительно обеспечивает регулярную схему стрельбы.

    Например, в трехцилиндровом двигателе при частичной отсечке, когда каждый цилиндр запускается на один рабочий цикл и отключается на один рабочий цикл, порядок запуска, начиная с работы первого цилиндра в рабочем цикле, может быть 1-3-2 с равномерным интервалом обжига 480° СА.В другом варианте осуществления в пятицилиндровом двигателе во время частичного отключения каждый цилиндр работает с перерывами таким образом, что каждый цилиндр включается и отключается по очереди, так что в режиме частичной нагрузки цилиндры могут запускаться в модифицированном режиме зажигания. порядок 1-4-3-2-5 с интервалом стрельбы 288° СА.

    Отключение цилиндров может осуществляться любым подходящим способом, включая одно или несколько из отключения искры, отключения впрыска топлива и отключения подачи воздуха в неактивный цилиндр.Например, по номеру 220 искровое зажигание деактивированного цилиндра может быть отключено. Цилиндр может быть отрезан за счет деактивации приложенного зажигания и тем самым надежно избежать нежелательного воспламенения, например, оставшимися в цилиндре остаточными газами.

    Впрыск топлива в отсечной цилиндр можно отключить по номеру 222 . Как описано в отношении фиг. 1, для подачи топлива в цилиндры предусмотрен непосредственный впрыск. В принципе, подача топлива в отсечной цилиндр могла поддерживаться, а отключение цилиндра могло быть осуществлено исключительно за счет деактивации приложенного зажигания.Однако это было бы крайне невыгодно с точки зрения расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ и противоречило бы цели частичной отсечки, а именно снижению расхода топлива и повышению эффективности двигателя. Непосредственный впрыск позволяет отключать и выборочно включать подачу топлива от одного рабочего цикла к другому. Это также служит для предотвращения случайного и самопроизвольного воспламенения любого введенного топлива из-за высоких температур остаточных газов сгорания в цилиндре, даже при отсутствии приложенного зажигания.В отличие от непосредственного впрыска, при использовании впрыска во впускной коллектор невозможно обеспечить полное прекращение подачи топлива в отсекающий цилиндр, так как принцип впрыска во впускной коллектор заключается в смачивании топливом стенок во впускном тракте.

    Кроме того, непосредственный впрыск топлива в цилиндры, как и сама частичная отсечка, обеспечивает некоторое снижение дроссельной заслонки двигателя внутреннего сгорания, так что две меры, частичная отсечка, с одной стороны, и непосредственный впрыск, с другой, усиливают друг друга в детроттлинге.

    При отключенном впрыске топлива всасываемый воздух для горения все еще может поступать через отсечной цилиндр, при этом отсутствие какого-либо заряда топлива гарантирует отсутствие горючей или воспламеняющейся топливно-воздушной смеси и, следовательно, даже при подаче искры зажигания— в этом цилиндре не происходит воспламенения и сгорания.

    При частичном отключении цилиндр отключения практически не влияет на выходную мощность двигателя внутреннего сгорания. Если подача свежего воздуха не отключается, а вместо этого поддерживается, воздух, подаваемый в отсечной цилиндр, продолжает играть роль в четырех рабочих тактах — впуске, сжатии, расширении и выпуске, — так что отсечной цилиндр не только не подает любой мощности, но в этот цилиндр приходится вкладывать работу за цикл заряда, что ухудшает КПД, т. е. термодинамически невыгодно.

    По этой причине подача воздуха к отсечному цилиндру может быть остановлена ​​на 224 . Здесь деактивированный цилиндр может быть изолирован от подачи воздуха для горения с помощью запорного клапана. При необходимости впускной тракт можно модифицировать, например, каждый цилиндр оборудовать отдельным впускным каналом. Замена обычной системы впуска модифицированным впускным трактом делает концепцию подходящей для модернизации.

    В некоторых вариантах осуществления в многоцилиндровых двигателях внутреннего сгорания, в которых цилиндры оснащены подъемными клапанами для целей цикла зарядки, подъемные клапаны отсечного цилиндра могут быть отключены.Цилиндр отсечки затем работает с закрытыми клапанами во время частичной отсечки. В этом случае воздух, находящийся в цилиндре во время сжатия, сжимается поршнем, движущимся вверх, сжатый воздух накапливает работу или энергию, введенную как пружина, перед тем, как снова подать ее, то есть ввести в привод коленчатого вала, в следующий такт, последующий такт расширения. Помимо небольшой силы трения, создаваемой движущимися частями двигателя, дальнейших потерь не происходит, поэтому термодинамически более выгодно деактивировать клапаны отсечного цилиндра, чем допускать постоянный поток воздуха через этот цилиндр во время заряда. цикл.

    В некоторых вариантах исполнения, где подача воздуха через отсечной цилиндр отключена, цилиндры могут снабжаться топливом посредством впрыска во впускной коллектор, поскольку в отсечном состоянии с закрытыми клапанами и отключенным впрыском во впускной коллектор топливо не может попасть в цилиндры. цилиндра со стороны впускного тракта, в частности со стенок, смоченных топливом.

    В 226 количество топлива, подаваемого в активные цилиндры, и положение дроссельной заслонки можно регулировать таким образом, чтобы поддерживать крутящий момент и желаемое соотношение воздух-топливо в каждом цилиндре.Например, при переходе от рабочего режима, в котором все цилиндры запускаются, к режиму частичной отсечки, дроссельная заслонка и объемы впрыска топлива могут регулироваться для поддержания запрошенного оператором крутящего момента. В предпочтительных вариантах осуществления многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания для регулирования нагрузки предусмотрен регулируемый дроссельный клапан. Одним из преимуществ регулируемой дроссельной заслонки является то, что при активации или деактивации частичной отсечки, то есть одного цилиндра, крутящий момент двигателя не падает и не увеличивается, и водителю не нужно регулировать педаль акселератора в соответствии с этим в чтобы поддерживать нагрузку, как в случае с нерегулируемой дроссельной заслонкой.

    Регулируемая дроссельная заслонка предпочтительно представляет собой дроссельную заслонку с электронным управлением, и система управления двигателем берет на себя управление этой дроссельной заслонкой. Этот вариант также предпочтителен с точки зрения затрат. Предпочтительными здесь являются варианты осуществления, в которых дроссельная заслонка регулируется по замкнутому контуру.

    Таким образом, метод 200 включает эксплуатацию двигателя с нечетным числом n цилиндров. Когда частота вращения двигателя и нагрузка превышают пороговое значение, все цилиндры могут запускаться путем активации подачи топлива, искрового зажигания и срабатывания впускного и выпускного клапанов для каждого цилиндра при каждом цикле вращения коленчатого вала.Когда частота вращения двигателя и нагрузка ниже порогового значения, подмножество цилиндров может запускаться путем деактивации подачи топлива, искрового зажигания и срабатывания впускного и выпускного клапанов для одного цилиндра в каждом цикле коленчатого вала, так что каждый цилиндр отключается один раз каждые n циклов коленчатого вала. . При этом можно предотвратить потери на дросселирование, тем самым повышая эффективность двигателя, и можно поддерживать сбалансированный порядок зажигания.

    Способ по фиг. 2 также включает работу двигателя с нечетным числом цилиндров.Эксплуатация двигателя включает в себя, при большей мощности, искровое воспламенение топлива с непосредственным впрыском во всех цилиндрах, при этом каждый цилиндр срабатывает только один раз за каждые два оборота коленчатого вала в первом порядке зажигания, а при меньшей мощности искровое воспламенение топлива с непосредственным впрыском во всех цилиндрах, с каждым цилиндр срабатывает только один раз каждые четыре оборота коленчатого вала в секунду, другой порядок зажигания. Способ также включает в себя первый и второй порядок срабатывания, включающие срабатывание цилиндров через равные промежутки времени, причем второй порядок срабатывания включает в себя интервал между срабатываниями цилиндров, который в два раза больше интервала между срабатываниями цилиндров в первом порядке срабатывания.

    РИС. 3 показана схема 300 точек зажигания трех цилиндров 1 , 2 , 3 трехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с включенным зажиганием в штатном режиме, при котором все цилиндры активны. В стандартном режиме, когда все три цилиндра 1 , 2 , 3 запускаются, три цилиндра 1 , 2 , 3 , расположенные в ряд, запускаются последовательно в порядке запуска 1- 2-3 и с интервалом 240° СА (показаны зигзагообразными стрелками).Преобладает регулярная схема стрельбы с интервалом стрельбы 240 ° СА.

    Четыре рабочих такта двигателя внутреннего сгорания охватывают два оборота коленчатого вала и образуют один цикл. Как видно из фиг. 3, первый внешний цилиндр 1 запускается при 0° СА, второй внутренний цилиндр 2 при 240° СА и третий внешний цилиндр 3 при 480° СА. Последняя отметка угла поворота коленчатого вала 720° CA представляет собой конец первого цикла и начало второго последующего цикла, так что здесь угол поворота коленчатого вала снова отсчитывается от 0° CA.

    РИС. 4 представлена ​​схема 400 точек зажигания трех цилиндров 1 , 2 , 3 трехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с включенным зажиганием в частичной отсечке. В режиме частичной нагрузки один цилиндр 1 , 2 , 3 отключается в контексте частичного отключения и только два цилиндра 1 , 2 , 3 запускаются, цилиндры 1 , 2 , 3 работают с перерывами во время частичного отключения, и каждый цилиндр 1 , 2 , 3 запускается один раз и отключается один раз в течение двух циклов.

    Каждый цилиндр 1 , 2 , 3 зажигается и отключается по очереди, так что при частичной нагрузке цилиндры 1 , 2 , 2 , 3 запускаются в порядке зажигания 1 3-2 с интервалом 480° СА. Во время частичной отсечки, как и при нормальной работе, преобладает регулярный режим зажигания с интервалом включения 480° СА.

    Как видно из фиг. 4, первый внешний цилиндр 1 запускается в первом цикле при 0° СА, третий внешний цилиндр 3 в первом цикле при 480° СА и второй внутренний цилиндр 2 во втором цикле при 240° Калифорния.

    РИС. 5 представляет собой схему 500 , иллюстрирующую переход от стандартного режима работы полного цилиндра к режиму частичной отсечки. Подобно фиг. 3 и 4 изображены три цилиндра с порядком запуска 1-2-3 с интервалом 240° СА. Кроме того, синхронизация каждого такта двигателя, впуска, сжатия, расширения и выпуска изображена под каждым цилиндром. При 0 ° CA первый цилиндр находится в ВМТ такта сжатия и, таким образом, срабатывает. Переход к операции частичного отключения происходит в точке 502 , обозначенной пунктирной линией, например, из-за падения нагрузки двигателя ниже порогового значения.Однако, поскольку переход происходит ближе к концу такта сжатия для второго цилиндра, топливо может уже быть впрыснуто во второй цилиндр, и отключение второго цилиндра может привести к перерасходу топлива и ухудшению качества выбросов. Таким образом, второй цилиндр срабатывает при 240° СА, а отключение цилиндра начинается с третьего цилиндра, который деактивирован и, следовательно, не срабатывает при 720° СА. Таким образом, несмотря на то, что режим частичной отсечки был указан по телефону 502 в зависимости от нагрузки двигателя, фактическая работа в режиме частичной отсечки была отложена из-за экономии топлива и выбросов.Переход в режим частичной отсечки может быть задержан любым подходящим параметром, таким как температура каталитического нейтрализатора, частота вращения двигателя и т. д.

    РИС. 6 представляет собой схему 600 , иллюстрирующую переход от режима частичного отключения к стандартному режиму полного цилиндра. В 602 указывается переход к стандартной работе с полным цилиндром, например, на основе нагрузки двигателя, превышающей пороговое значение. Второй цилиндр запускается до перехода, и, таким образом, третий цилиндр является следующим цилиндром в стандартном порядке зажигания.Однако, поскольку переход начинается поздно в такте сжатия третьего цилиндра, любое подаваемое топливо может не успеть должным образом смешаться до воспламенения, что приводит к ухудшению выбросов. В результате третий цилиндр пропускается, и полная работа цилиндра возобновляется на первом цилиндре. Таким образом, несмотря на то, что стандартная работа была указана по телефону 602 в зависимости от нагрузки на двигатель, фактическая работа в стандартном режиме была отложена из-за выбросов. Переход в стандартный режим может быть задержан любым подходящим параметром, таким как температура катализатора, обороты двигателя и т.д.

    Следует понимать, что конфигурации и способы, раскрытые в данном документе, являются примерными по своей природе, и что эти конкретные варианты осуществления не следует рассматривать в ограничительном смысле, поскольку возможны многочисленные варианты. Например, описанная выше технология может быть применена к двигателям В-6, И-4, И-6, В-12, оппозитным 4-цилиндровым и другим типам двигателей. Предмет настоящего раскрытия включает все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем документе.

    Следующая формула изобретения, в частности, указывает на определенные комбинации и подкомбинации, рассматриваемые как новые и неочевидные. Эти пункты формулы могут относиться к «элементу» или «первому» элементу или их эквиваленту. Следует понимать, что такие пункты формулы включают в себя включение одного или нескольких таких элементов, не требуя и не исключая два или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены посредством изменения настоящей формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в этой или родственной заявке.Такие пункты формулы изобретения, будь то более широкие, узкие, равные или отличные по объему от исходных пунктов формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего раскрытия.

    Новый двигатель AVL CSI

    Образец цитирования: Fuerhapter, A., Unger, E., Piock, W. и Fraidl, G., «Новый двигатель AVL CSI — работа HCCI на многоцилиндровом бензиновом двигателе», Технический документ SAE 2004-01-0551 , 2004 г.