Порядок работы цилиндров многоцилиндровых двигателей.

Четырёхцилиндровый однорядный четырёхтактный двигатель. Равномерность работы многоцилиндрового двигателя обеспечивается в том случае, если чередование рабочих ходов в его цилиндрах происходит через равные углы поворота коленчатого вала. Рабочий цикл в четырёхтактном двигателе совершается за два оборота коленчатого вала, тоесть за поворот вала на 720⁰.

Для определения угла, через который в цилиндрах будут повторяться одноимённые такты (допустим такты расширения) необходимо 720⁰ разделить на число цилиндров двигателя. В четырёхцилиндровом двигателе такт расширения совершается через 720:4 = 180⁰ поворота коленчатого вала. За каждые два оборота коленчатого вала в четырёхтактном четырёхцилиндровом двигателе происходит четыре такта расширения, четыре такта выпуска, четыре такта впуска и четыре такта сжатия, тоесть рабочий цикл повторяется четыре раза.

Поскольку чередование одноимённых тактов происходит через 180⁰ поворота коленчатого вала, то и шатунные шейки вала должны быть расположены под углом 180⁰ одна к другой, тоесть лежать в одной плоскости. Шатунные шейки первого и четвёртого цилиндров направлены в одну сторону относительно оси коленчатого вала, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров – в противоположные. Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах и удовлетворительную уравновешенность двигателя, так как все поршни одновременно приходят в крайние положения (два поршня вверх, два поршня вниз).

Последовательность чередования (за рабочий цикл) одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называют порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы четырёхцилиндровых четырёхтактных двигателей может быть 1-3-4-2 или 1-2-4-3. при выборе порядка работы цилиндров конструкторы стремятся, как можно равномернее распределить нагрузку на шатунные и коренные шейки коленчатого вала. Максимальные нагрузки ан шейки коленчатого вала возникают в те моменты, когда в цилиндрах совершаются такты расширения (рабочие ходы).

Таблица 1. Чередование тактов в четырёхцилиндровом четырёхтактном однорядном двигателе с порядком работы 1 – 3 – 4 - 2

Обороты коленчатого вала	Угол поворота коленчатого вала	Цилиндры
1	2	3	4
Первый	0 - 180^0	Рабочий ход	Выпуск	Сжатие	Впуск
180^0 – 360^0	Выпуск	Впуск	Рабочий ход	Сжатие
Второй	360^0 - 540^0	Впуск	Сжатие	Выпуск	Рабочий ход
540^0 - 720^0	Сжатие	Рабочий ход	Впуск	Выпуск

Рассмотрим последовательность чередования рабочих ходов в цилиндрах. Если, например, в первом цилиндре за первую оборота коленчатого вала (0 – 180⁰) происходит рабочий ход, то за вторую половину (180 – 360⁰) рабочий ход будет осуществляться в третьем цилиндре, за первую половину второго оборота (360 – 540⁰) – в четвёртом цилиндре и за вторую половину оборота (540 – 720⁰) – во втором цилиндре. Следовательно, порядок работы двигателя

1-3-4-2. Рассмотренный порядок работы цилиндров может быть изменён. Для этого при том же расположении колен коленчатого вала необходимо изменить последовательность открытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения и последовательности зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя

Таблица 2. Чередование тактов в четырёхцилиндровом четырёхтактном однорядном двигателе с порядком работы 1 – 2 – 4 - 3

Обороты коленчатого вала	Угол поворота коленчатого вала	Цилиндры
1	2	3	4
Первый	0 - 180^0	Рабочий ход	Сжатие	Выпуск	Впуск
180^0 – 360^0	Выпуск	Рабочий ход	Впуск	Сжатие
Второй	360^0 - 540^0	Впуск	Выпуск	Сжатие	Рабочий ход
540^0 - 720^0	Сжатие	Впуск	Рабочий ход	Выпуск

Двигатели семейства ВАЗ «Жигули», «Москвич – 2140» имеют порядок работы 1 – 3 -4 – 2, а двигатели автомобилей УАЗ, ГАЗ-3102 «Волга», ГАЗ-24 «Волга» имеют порядок работы 1 – 2 – 4 – 3.

Шестицилиндровый однорядный четырёхтактный двигатель. Одноимённые такты совершаются через 120⁰ угла поворота коленчатого вала (720⁰: 6 = 120⁰). Колена коленчатого вала расположены попарно под углом 120⁰. Допустим, что первое и шестое колена направлены влево вниз, а третье и четвёртое – вправо вниз, если смотреть на коленчатый вал с переднего торца.

Таблица 3. Чередование тактов в шестицилиндровом четырёхтактном однорядном двигателе с порядком работы 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.

Обороты коленчатого вала	Угол поворота коленчатого вала	Цилиндры
1	2	3	4	5	6
Первый	0 - 60^0	Рабочий ход	Конец выпуска	Конец впуска	Конец раб хода	Конец сжатия	Впуск
60^0 - 120^0	Сжатие	Выпуск
120^0 - 180^0	Впуск	Рабочий ход
180^0 - 240^0	Выпуск	Сжатие
240^0 -300^0	Рабочий ход	Впуск
300^0- 360^0	Сжатие	Выпуск
Второй	360^0 - 420^0	Впуск	Рабочий ход
420^0 - 480^0	Выпуск	Сжатие
480^0 - 540^0	Рабочий ход	Впуск
540^0 - 600^0	Сжатие	Выпуск
600^0 -660^0	Впуск	Рабочий ход
660^0- 720^0	Выпуск	Сжатие

Такое чередование тактов имеют шестицилиндровые двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД и ГАЗ-52-04. Из таблицы видно, что если в первом цилиндре происходит рабочий ход, то после поворота коленчатого вала на угол 120⁰ рабочий ход начинается в пятом цилиндре и т. д. При этом рабочий ход в одном цилиндре ещё не закончился, так через 120⁰ он начинается в другом. В шестицилиндровом двигателе поршни только двух цилиндров одновременно приходят в одноимённые мёртвые точки. Силы инерции масс, движущихся возвратно – поступательно уравновешиваются.

V-образный шестицилиндровый четырёхтактный двигатель с углом между рядами цилиндров 90⁰. Такую конструкцию имеет четырёхтактный дизель ЯМЗ-236. Угол развала между его цилиндрами равен 90⁰. Колена коленчатого вала расположены в трёх плоскостях под углом 120⁰ одно к другому. Особенностью этого двигателя является коленчатый вал, имеющий три кривошипа, к каждому из которых подсоединено по два шатуна: к первому кривошипу - шатуны первого и четвёртого цилиндров; ко второму – второго и пятого цилиндров к третьему – третьего и шестого цилиндров.

В этом двигателе, имеющем порядок работы цилиндров 1 – 4 – 2 – 5 – 3 – 6, одноимённые такты в цилиндрах происходят неравномерно через 90⁰ и 150⁰.

Таблица 4. Чередование тактов в шестицилиндровом четырёхтактном однорядном двигателе с порядком работы 1 – 4 – 2 – 5 – 3 – 6.

Обороты коленчатого вала	Угол поворота коленчатого вала	Цилиндры
1	2	3	4	5	6
Первый	0 -30^0	Рабочий ход	Конец впуска	Конец выпуска	Конец сжатия	Конец впуска	Конец рабочего хода
30 - 60^0	Выпуск
60 - 90^0	Сжатие
90 - 120^0	Рабочий ход
120 - 150^0	Впуск
150 - 180^0	Сжатие
180 - 210^0	Выпуск
210 - 240^0	Впуск
240 - 270^0	Рабочий ход
270 - 300^0	Выпуск
300 - 330^0	Сжатие
330 - 360^0	Рабочий ход
Второй	360 - 390^0	Впуск
390 - 420^0	Сжатие
420 - 450^0	Выпуск
450 - 480^0	Впуск
480 - 510^0	Рабочий ход
510 - 540^0	Выпуск
540 - 570^0	Сжатие
570 - 600^0	Рабочий ход
600 - 630^0	Впуск
630 - 660^0	Сжатие
660 - 690^0	Выпуск
690 - 720^0	Впуск

Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в четвёртом он начинается через 90⁰, во втором - через 150⁰, в пятом - через 90⁰, в третьем – через 150⁰ и в шестом – через 90⁰. Поэтому двигатель ЯМЗ-236 имеет повышенную неравномерность хода и в нём приходится устанавливать на коленчатом валу маховик с относительно большим моментом инерции (на 60 – 70% больше, чем для однорядного двигателя).

Восьмицилиндровый V-образный четырёхтактный двигатель. Цилиндры в таком двигателе (например, ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130 и КамАЗ-5320) расположены под углом 90⁰ один к другому. Одноимённые такты в цилиндрах начинаются через угол поворота коленчатого вала, равный 720:8=90⁰. Следовательно, кривошипы коленчатого вала расположены крестообразно под углом 90⁰. К первому кривошипу присоединены шатуны первого и пятого цилиндров, ко второму – второго и шестого, к четвёртому – четвёртого и восьмого цилиндров. В восьмицилиндровом четырёхтактном двигателе за два оборота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов. Перекрытие рабочих ходов в различных цилиндрах происходит в течение поворота коленчатого вала на угол 90⁰, что способствует его равномерному вращению.

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

Таблица 5. Чередование тактов восьмицилиндровом четырёхтактном V-образном двигателе

с порядком работы 1 – 5 – 4 – 2 - 6 - 3 – 7 – 8.

Обороты коленчатого вала	Угол поворота коленчатого вала	Цилиндры
1	2	3	4	5	6	7	8
Первый	0 - 90^0	Рабочий ход	Конец впуска	Конец выпуска	Сжатие	Конец сжатия	Впуск	Выпуск	Конец раб хода
90 - 180^0	Сжатие	Впуск	Рабочий ход	Выпуск
180 - 270^0	Выпуск	Рабочий ход	Сжатие	Впуск
270 - 360^0	Рабочий ход	Сжатие	Выпуск	Впуск
Второй	360 - 450^0	Впуск	Выпуск	Рабочий ход	Сжатие
450 - 540^0	Выпуск	Рабочий ход	Впуск	Сжатие
540 - 630^0	Сжатие	Впуск	Выпуск	Рабочий ход
630 - 720^0	Впуск	Выпуск	Сжатие	Рабочий ход

Дата добавления: 2015-07-15