Что такое порядок работы двигателя

, то дросселирующее устройство может быть увеличено на … www.bibliotekar.ru/spravochnik-60/9.htm

Нумерация цилиндров в разных типах ДВС

Что касается стандартов нумерации камер сгорания, то их нет. На то, как они пронумерованы в ДВС, влияют такие факторы:

На стандартных переднеприводных авто с поперечно установленным двигателем нумерация начинается со стороны ГРМ. Так, возле ремня ГРМ находится первый цилиндр и дальше все остальные. Последний находится около КПП.

В многоцилиндровых V-образных двигателях первый цилиндр расположен в ряду с водительской стороны.

В двигателях американского производства камеры сгорания и их нумерация может отличаться и не поддаваться логике.

Так, для рядных четверок и шестерок первым может быть цилиндр около радиатора, в то время, как на всех прочих моделях нумерация начинается в сторону салона. Если нумерация обратная, то первым считается цилиндр ближайший к салону.

Порядок работы многоцилиндрового двигателя

Порядок работы многоцилиндрового двигателя зависит от типа двигателя (расположения цилинд­ров) и от количества цилиндров в нем.

Порядок работы — последовательность чередо­вания одноименных тактов в цилиндрах в течение рабочего цикла. При вращении коленчатого вала за два его оборота (720) количество тактов расши­рения равно количеству цилиндров, и они чере­дуются через угловой интервал, равный 720°/гс, где п — количество цилиндров. Например, если в двигателе шесть цилиндров, то такты расшире­ния (рабочие ходы) повторяются через угол пово­рота коленчатого вала в 120°.

Например, четырехцилиндровый рядный двига­тель автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 имеет порядок работы 1-2-4-3, то есть чередование тактов про­исходит в следующей последовательности (указана в таблице):

В зависимости от последовательности откры­тий-закрытий клапанов цилиндров порядок рабо­ты может быть разным при одинаковом располо­жении кривошипов коленчатого вала.

В четырех цилиндровых двигателях рабочие ходы (такты расширения) не перекрываются. В шести­цилиндровых и восьмицилиндровых двигателях про­исходит перекрытие рабочих ходов

В них располо­жение кривошипов таково, что такты не могут начи­наться и кончаться одновременно, они смещаются на некоторый угол. Например, в шестицилиндровом ряд­ном двигателе при парном расположении шатунных реек в трех плоскостях такты в одной паре смеще­ны на 120°, а такты расширения перекрываются на l/З хода поршня. В восьмицилиндровом V-образном двигателе возможно перекрытие рабочих ходов на 1/2 хода поршня. Перекрытие рабочих ходов спо­собствует более равномерному вращению коленча­того вала, уравновешиванию возникающих сил инерции.

Наиболее распространенный порядок работы для шестицилиндрового карбюраторного двигателя — 1—5—3—6—2—4, для дизеля (V—образный с развалом цилиндров под углом 90°) — 1—4—2—5—3—6. Для восьмицилиндровых двигателей распространен по­рядок 1-5-4-2-6-3-7-8.

9. Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. Коленчатый вал воспринимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов, а также сил инерции движущихся и вращающихся масс.

Коленчатый вал двигателя, как правило, цельный конструктивный элемент, поэтому правильно его называть деталью. Вал изготавливается из стали с помощью ковки или чугуна путем литья. На дизельных и турбированных двигателях устанавливаются более прочные стальные коленчатые валы.

Схема коленчатого вала

Конструктивно коленчатый вал объединяет несколько коренных и шатунных шеек, соединенных между собой щеками. Коренных шеек, как правило, на одну больше, а вал с такой компоновкой называется полноопорным. Коренные шейки имеют больший диаметр, чем шатунные шейки. Продолжением щеки в противоположном от шатунной шейки направлении является противовес. Противовесы уравновешивают вес шатунов и поршней, тем самым обеспечивают плавную работу двигателя.

Шатунная шейка, расположенная между двумя щеками, называетсяколеном. Колена располагаются в зависимости от числа, расположения и порядка работы цилиндров, тактности двигателя. Положение колен должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты.

Шатунная шейка служит опорной поверхностью для конкретного шатуна. Коленчатый вал V-образного двигателя выполняется с удлинёнными шатунными шейками, на которых базируется два шатуна левого и правого рядов цилиндров. На некоторых валах V-образных двигателей спаренные шатунные шейки сдвинуты относительно друг друга на угол 18°, что обеспечивает равномерность воспламенения (технология носит название Split-pin

Наиболее нагруженным в конструкции коленчатого вала является место перехода от шейки (коренной, шатунной) к щеке. Для снижения концентрации напряжений переход от шейки к щеке выполняется с радиусом закругления (галтелью

). Галтели в совокупности увеличивают длину коленчатого вала, для уменьшения длины их выполняют с углублением в щеку или шейку.

Вращение коленчатого вала в опорах, а шатунов в шатунных шейках обеспечивается подшипниками скольжения. В качестве подшипников применяются разъемные тонкостенные вкладыши, которые изготавливаются из стальной ленты с нанесенным антифрикционным слоем. Проворачиванию вкладышей вокруг шейки препятствует выступ, которым они фиксируются в опоре. Для предотвращения осевых перемещений коленчатого вала используется упорный подшипник скольжения, который устанавливается на средней или крайней коренной шейке.

Схема системы смазки

Коренные и шатунные шейки включены в систему смазки двигателя. Они смазываются под давлением. К каждой опоре коренной шейки обеспечивается индивидуальный подвод масла от общей магистрали. Далее масло по каналам в щеках подается к шатунным шейкам.

Отбор мощности с коленчатого вала производится с заднего конца (хвостовика

), к которому крепитсямаховик. На переднем конце (
носке
) коленчатого вала располагаются посадочные места, на которых крепятся шестерня (звездочка) привода распределительного вала, шкив привода вспомогательных агрегатов, а также в ряде конструкций –
гаситель крутильных колебаний. По конструкции это два диска и соединяющий их упругий материал (резина, силиконовая жидкость, пружина), который поглощает вибрации вала за счет внутреннего трения.
Поршневая группа

В нее входят поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец и шатун. Поршень 9 (рис. воспринимает усилия от расширяющихся газов и через шатун 5 передает их коленчатому валу. Поршни отливают из алюминиевого сплава.

Верхняя часть поршня — головка — имеет днище. На головке поршня проточены три кольцевые канавки для двух компрессионных колец 10 и одного маслосъемного. От канавки масло-съемного кольца к внутренней полости идут две щелевидные прорези, по которым излишнее масло, снимаемое маслосъемным кольцом с цилиндра, сбрасывается в картер двигателя.

Рис. 8. Шатунно-поршневая группа:

а — поршень с шатуном, б — установка поршневых колец; 1 — крышка шатуна, 2 — шатунные вкладыши, 3 — гайка, 4—болт, 5 — шатун, 6 — втулка верхней головки шатуна, 7 — стопорное кольцо, 8 — поршневой палец, 9 — поршень, 10 — компрессионные кольца, 11 — кольцевые диски маслосъемного кольца, 12— осевой расширитель, 13 — радиальный расширитель; А —выступы

Наружная поверхность поршня луженая. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму: в верхней части диаметр меньше, чем в нижней. В бобышках поршня сделаны отверстия Для прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 1,5. 2 мм в правую сторону двигателя. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец есть метка П или стрелка (на рис. не показано), которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

По наружному диаметру поршни подразделяются, как правило, на пять классов с разницей 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец — на три-четыре категории с разницей 0,004 мм. Такая разбивка поршней на классы и категории помогает во время сборки двигателей при подборе поршней по соответствующим классам гильз цилиндров и поршневых пальцев по категориям поршней. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.

Для создания уплотнения между стенками цилиндра и движущимся поршнем предусмотрены поршневые кольца.

Компрессионные кольца 10 изготовляют из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо для увеличения износостойкости покрывается по наружному диаметру слоем хрома, нижнее — для улучшения приработки — слоем олова. Для более плотного прилегания колец к стенкам цилиндра и канавкам поршня на некоторых компрессионных кольцах делают фаски или выточки на наружной или внутренней поверхности.

Маслосъемные кольца изготовляют стальными в виде комплектов, состоящих из четырех элементов (двух дисков 11, радиального 13 и осевого 12 расширителей), или чугунными — с прорезями для снимаемого со стенок цилиндра масла.

Поршневые пальцы 8 — стальные, пустотелые. Наружная поверхность их подвергается закалке. В продольном направлении пальцы фиксируются в поршне стопорными кольцами 7 из упругой проволоки, размещенными в канавках бобышек поршней. Рабочая поверхность пальцев тщательно шлифуется и полируется.

Шатун 5 — стальной, кованый. Стержень шатуна двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная, в ней устанавливаются вкладыши 2 шатунного подшипника. Шатун обрабатывается вместе с крышкой 1, и поэтому она невзаимозаменяема с крышками других шатунов.

Чтобы при сборке не перепутать крышки шатунов, на каждом шатуне и соответствующей ему крышке (сбоку) ставят клеймо — номер этого цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Там, где нижняя головка шатуна переходит в стержень, предусмотрено отверстие, по которому проходит масло, смазывающее стенки цилиндра.

11. Газораспределительный механизм (другое наименование – система газораспределения, сокращенное наименование – ГРМ) предназначен для обеспечения своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов.

На самых распространенных четырехтактных поршневых двигателях внутреннего сгорания применяются клапанные газораспределительные механизмы, поэтому устройство ГРМ рассмотрено именно на его примере.

Газораспределительный механизм имеет следующее общее устройство:

· привод распределительного вала.

Схема газораспределительного механизма

Клапаны непосредственно осуществляют подачу в цилиндры воздуха (топливно-воздушной смеси) и выпуск отработавших газов. Клапан состоит из тарелки и стержня. На современных двигателях клапаны располагаются в головке блока цилиндров, а место соприкосновения клапана с ней называется седлом. Различают впускные и выпускные клапаны. Для лучшего наполнения цилиндров диаметр тарелки впускного клапана, как правило, больше, чем выпускного.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины, а открывается при нажатии на стержень. Пружина закреплена на стержне с помощью тарелки пружины и сухарей. Клапанные пружины имеют определенную жесткость, обеспечивающую закрытие клапана при работе. Для предупреждения резонансных колебаний на клапанах может устанавливаться две пружины меньшей жесткости, имеющие противоположную навивку.

Клапаны изготавливаются из сплавов металлов. Рабочая кромка тарелки клапана усилена. Стержень впускного клапана, как правило, полнотелый, а выпускного – полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения.

Большинство современных ДВС имеют по два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Помимо данной схемы ГРМ используется: двухклапанная схема (один впускной, один выпускной), трехклапанная схема (два впускных, один выпускной), пятиклапанная схема (три впускных, два выпускных). Использование большего числа клапанов ограничивается размером камеры сгорания и сложностью привода.

Открытие клапана осуществляется с помощью привода, обеспечивающего передачу усилия от распределительного вала на клапан. В настоящее время применяются две основные схемы привода клапанов:

Роликовые рычаги в качестве привода клапанов более предпочтительны, т.к. имеют меньшие потери на трение и меньшую массу. Роликовый рычаг (другие наименования – коромысло, рокер, от английского «коромысло») одной стороной опирается на стержень клапана, другой – на гидрокомпенсатор (в некоторых конструкциях на шаровую опору). Для снижения потерь на трение место сопряжения рычага и кулачка распределительного вала выполнено в виде ролика.

С помощью гидрокомпенсаторов в приводе клапанов реализуется нулевой тепловой зазор во всех положениях, обеспечивается меньший шум и мягкость работы. Конструктивно гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Гидравлический компенсатор, расположенный непосредственно на толкателе клапана, носит название гидравлического толкателя (гидротолкателя).

Распределительный вал обеспечивает функционирование газораспределительного механизма в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. Он представляет собой вал с расположенными кулачками. Форма кулачков определяет фазы газораспределения, а именно моменты открытия-закрытия клапанов и продолжительность их работы. Существенное повышение эффективности ГРМ, а следовательно и улучшение характеристик двигателя дают различные системы изменения фаз газораспределения.

На современных двигателях распределительный вал расположен в головке блока цилиндров. Он вращается в подшипниках скольжения, выполненных в виде опор. Используются как разъемные опоры, так и неразъемные (вал вставляется с торца). В некоторых двигателях в опорах используются тонкостенные вкладыши. От перемещения в продольном направлении распределительный вал удерживается упорным подшипником, который располагается со стороны привода вала. К опорам распределительного вала по индивидуальным каналам и под давлением подается масло из системы смазки.

Порядок работы 4, 6, 8 цилиндрового двигателя — просто о сложном

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?

3D работа двигателя внутреннего сгорания, видео:

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

Что значит порядок работы цилиндров двигателя?

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

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

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.

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.

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 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 (рисунок 3.6) могут быть V — образные (угол между цилиндрами меньше 180°) и оппозитные (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 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 четы-рехцилиндрового однорядного двигателя (рисунок 3.7).

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 3.7 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).

3.6 Сравнение дизельных и карбюраторных двигателей

С точки зрения экономических показателей дизельные двигатели значительно экономичнее карбюраторных благодаря следующим факторам.

1. На единицу произведенной работы расходуется в среднем на

20…25% (по массе) меньше топлива, что объясняется более качественным смесеобразованием и полным сгоранием рабочей смеси.

2. Дизельные двигатели работают на более дешевом топливе, которое менее опасно в пожарном отношении.

Дизельные двигатели имеют следующие недостатки.

1. Вследствие более высокого давления газов в цилиндре некоторые детали должны иметь повышенную прочность, что приводит к увеличению размеров и массы двигателя.

2. Из-за плохой испаряемости дизельного топлива пуск двигателя затруднен, особенно в зимнее время.

Хорошие экономические показатели дизельных двигателей обеспечили им широкое применение в тракторах и автомобилях большой грузоподъемности.

Большинство используемых в сельском хозяйстве двигателей четырехтактные, потому что двухтактные двигатели менее экономичны из-за того, что цилиндр хуже очищается от продуктов сгорания. Особенно неэкономичны двухтактные карбюраторные двигатели, в которых цилиндры продувают горючей смесью.

Порядок работы 6-цилиндрового двигателя

Многие автолюбители особо не задумываются над тем, какой порядок работы шестицилиндрового двигателя у их машины, полностью удовлетворяясь тем фактом, что он вообще функционирует. Однако бывают моменты, когда мотор авто начинает давать сбои, что может выражаться в совершенно разных симптомах. А для адекватной оценки ситуации любому водителю просто необходимо знать азы устройства своего автомобиля. В частности, абсолютно не лишним будет ознакомиться с порядком работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС) различной конструкции.

Порядок работы двигателя

Итак, порядок работы цилиндров наиболее распространенных автомобильных двигателей отличается. Если сравнивать порядок работы однотипных 4, 6, а также 8 цилиндровых моторов, порядок работы цилиндров таких двигателей будет заметно отличаться. Другими словами, 4 цилиндровый двигатель и его цилиндры будут работать не в том порядке, в котором работает, например, 8-и цилиндровый аналог. Давайте разбираться.

Если же мотор 4-тактный, V-образный, 6-цилиндровый, рядный, рабочий цикл такого двигателя также проходит за 2 полных оборота коленвала или 720 градусов, однако чередование тактов осуществляется через 120 градусов. Рабочий цикл рядного 8-цилиндрового V-образного мотора получает чередование тактов через 90 градусов.

Что касается V-образного 6- цилиндрового мотора, порядок работы такого агрегата 1-4-2-5-3-6. Кстати, такие моторы хуже всего сбалансированы (за исключением 5-и, 3 и 2-цилиндровых четырехтактных двигателей). Если же рассматривать двигатель V-8, такие моторы могут иметь 2 порядка работы: 1-5-4-2-6-3-7-8 или 1-8-4-3-6-5-7-2. На самом деле, такая разница связана с тем, что в США и Европе цилиндры считаются с определенными отличиями.

Если же рассмотреть двигатель V-12, тогда порядок работы следующий: 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9. Кстати, если рассматривать мощные ДВС, на старых американских авто встречается рядный двигатель на 8 цилиндров. Так вот, его прядок работы: 1-4-7-3-8-5-2-6.

Как видно, такт двигателя и работа цилиндров на разных ДВС будет отличаться. По этой причине необходимо знать порядок цилиндров конкретного мотора (можно найти информацию в технической литературе). Такие знания позволяют упростить диагностику неисправностей в случае различных сбоев, неполадок в работе системы зажигания и т.д.

Что значит порядок работы цилиндров двигателя?

Чтобы понять, что такое порядок работы цилиндров, следует немного углубиться в технические нюансы конструкции ДВС. Работа поршневой системы происходит за определённое количество тактов – 2 или 4. Тактом называют один из этапов полного цикла подачи топливовоздушной смеси в цилиндр, её сгорания и удаления выхлопных газов.

В результате, под действием хода поршня, на который оказывают давление расширяющиеся газы воспламенившегося топлива, проворачивается коленчатый вал. В двухтактных моторах полный рабочий цикл происходит за один оборот коленвала, а в четырёхтактных – за два. При этом в разных цилиндрах такты не совпадают, то есть, цилиндры работают вразнобой.

Работа многоцилиндрового двигателя

Контрольные вопросы

1. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания.

2. Основные механизмы двигателя, системы и их назначение.

3. Основные определения, принятые для двигателей.

РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд изменений состояния рабочего тела (газа).

Рабочий цикл двигателя – комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), в результате которых энергия топлива преобразуется в механическую работу.

Такт – часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т. е. условно принимаем, что такт происходит за один ход поршня.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня или за два оборота коленчатого вала, называют четырехтактными.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала, считают
двухтактными.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля.В отличие от карбюраторного двигателя вцилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.

.Поршень5 (рис.6.2,а)движется от в.м.т.к н.м.т.,впускной клапан1открыт, в цилиндр 4 поступает воздух. Давление в конце такта 0,08…0,09 МПа, температура воздуха 320…340 К.

Оба клапана закрыты.Поршень5движется от н.м.т.к в.м.т. (рис.6.2 б), сжимая воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…18) давление воздуха в конце этого такта достигает 3,5…4,0 МПа, а температура (750…950 К) превышает температуру самовоспламенения топлива. При положении поршня, близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку 2 начинается впрыскивание жидкого топлива, подаваемого насосом 6 высокого давления. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает. Давление газов достигает 5,5…9,0 МПа, температура – 1900…2400 К.

Оба клапана закрыты.Поршень5под давлением расширяющихсягазов движется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 6.2, в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива. К концу такта расширения давление газов уменьшается до

0,2…0,3 МПа, температура – до 900…1200 К.

Выпускной клапан3открывается.Поршень5движется от н.м.т.кв.м.т. (рис. 6.2, г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов 0,11…0,12 МПа, температура 650…900 К.

Далее рабочий цикл повторяется.

В течение рабочего цикла описанных двигателей только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит во вращательное движение коленчатый вал. При выполнении остальных тактов – выпуска, впуска и сжатия – поршень нужно перемещать, вращая коленчатый вал. Это подготовительные такты, которые осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте расширения. Маховик, обладающий значительной массой, крепят на конце коленчатого вала.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение рабочего цикла двигателя.

2. Поясните рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя.

3. Поясните рабочий цикл четырехтактного дизеля.

ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И МЕХАНИЗМЫ ДВИГАТЕЛЯ

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя.Двухтактные двигателивыполняются с внешним и внутренним смесеобразованием. Простейший из них – одноцилиндровый двигатель с внешним смесеобразованием, у которого кривошипная камера выполняет роль предварительного компрессора. Такие двигатели называют двигателями с кривошипно-камерной продувкой (рис. 7.1). В нем одновременно происходит два процесса: один – над поршнем, а второй – под поршнем. При движении

н.м.т. над поршнем происходит горение рабочей смеси (рабочий ход), а под поршнем

– сжатие. При приближении к нижней мертвой точке открываются выпускные и продувочные окна, надпоршневое пространство соединяется с атмосферой и кривошипной камерой, в результате происходит выпуск газов, а цилиндр продувается и заполняется свежей смесью из кривошипной камеры. Этим заканчивается первый такт.

Рисунок 7.1 Схема устройства и работы двухтактного двигателя:

1 – канал, идущий из кривошипной камеры; 2 – продувочное окно; 3 – поршень; 4 – цилиндр; 5 – свеча; 6 – выпускное окно; 7 – впускное окно; 8 — карбюратор; 9 — кривошипная камера.

Второй такт происходит при движении поршня к в.м.т.: над поршнем – сжатие, а объем кривошипной камеры увеличивается и заполняется свежим зарядом, т.е. там происходит впуск.

Эти двигатели имеют невысокую степень сжатия, и горючая смесь в них воспламеняется от искры, как и в четырехтактных карбюраторных двигателях.

Применение двухтактного цикла в многоцилиндровых двигателях возможно только при наличии дополнительного компрессора (нагнетателя), необходимого для продувки и заполнения цилиндров.

По двухтактному циклу могут работать и дизели, но так как у них воспламенение топлива происходит от высокой температуры сжатого воздуха, то степень сжатия в этом случае должна быть примерно вдвое больше, чем у карбюраторного двигателя, и топливо должно впрыскиваться форсунками, а не всасываться.

Двухтактного дизеля с принудительной прямоточной продувкой. При рабочем ходе поршня вблизи н.м.т. открываются выпускные клапаны 3

и продувочные окна
4,
цилиндр очищается от продуктов сгорания и заполняется свежим зарядом воздуха.

начале хода поршня к в.м.т. закрываются продувочные окна и клапан, происходит сжатие воздуха до 3,0…4,0 МПа.

Около в. м. т. в цилиндр впрыскивается топливо, где оно воспламеняется и горит. Рабочий ход поршня – как и в четырехтактных двигателях.

Работа многоцилиндрового двигателя

Для уменьшения массы и габаритов, снижения неравномерности частоты вращения коленчатого вала и уменьшения необходимой массы маховика на тракторах и автомобилях применяют многоцилиндровые двигатели.

Большинство тракторных двигателей – четырехцилиндровые. Они имеют удовлетворительную уравновешенность инерционных сил, а рабочие такты отдельных цилиндров происходят в них равномерно через 180 °.

Рабочие процессы в цилиндрах в зависимости от расположения кулачков на распределительном (кулачковом) валу могут происходить с порядком 1–3–4–2 или 1–2– 4–3. На тракторных дизелях, как правило, применяют первый из указанных порядков работы.

Шести- и восьмицилиндровые двигатели выполняют с пространственной схемой коленчатого вала, при которой его колена развернуты на 90°.

При этом порядок работы восьмицилиндрового двигателя типа ЗИЛ-130 будет 1–5– 4–2–6–3–7–8. Цилиндры нумеруются от вентилятора к маховику, и в правом ряду имеют меньшие номера (1, 2, 3 и 4).

двенадцатицилиндрового двигателя ЯМЗ-240Б развал цилиндров равен 75°, а порядок работы цилиндров выражается следующим рядом цифр: 1–12–5–8–3–10–6–7– 2–11–4–9.

Двигатели различной мощности и с разным числом цилиндров можно сравнивать, используя следующие показатели: удельную мощность, т. е. мощность, приходящуюся на 1 кг массы двигателя, литровую мощность, снимаемую с 1 л рабочего объема, удельный расход топлива на единицу мощности.

Кривошипно-шатунный механизм–основной рабочий механизм поршневогодвигателя. Он участвует в совершении рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего силу давления расширяющихся газов, во вращательное движение коленчатого вала. Элементы кривошипно-шатунного механизма условно можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные.

К неподвижным элементам механизма относятся цилиндры, головки цилиндров, картер с подшипниками коленчатого вала и связующие детали. Все это образует корпус двигателя. Подвижные элементы механизма: поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны с подшипниками, коленчатый вал с маховиком и гасителем крутильных колебаний.

Гаситель крутильныхколебаний(демпфер)применяют в высокооборотныхмногоцилиндровых двигателях для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой возбуждающим моментом в систему коленчатого вала при резонансе. Его обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала.

Крепление двигателя на раме трактора и автомобиля.Несмотря на сравнительнохорошую уравновешенность современных тракторных и автомобильных двигателей, во время их работы все же возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму или полураму, а через них – на корпус мобильной машины. Поэтому крепление (подвеска) двигателя должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибраций машины и предотвратить появление напряжений в блок-картере в случае возникновения перекосов в раме или полураме при движении мобильной машины по неровной дороге. Двигатели крепят к рамам или полурамам в трех, четырех или пяти точках. Наибольшее распространение получила трехточечная подвеска, так как она снижает монтажные напряжения и возникающие напряжения при деформации лонжеронов рамы.

Упругие элементы подвески обычно выполняют в виде резиновых амортизаторов, привулканизированных к каркасу. Для максимального поглощения энергии колебаний силового агрегата их изготавливают из специальной резины с большими потерями на гистерезис. Резиновые амортизаторы, находящиеся под опорами, снижают ударные нагрузки на двигатель при движении машины и уменьшают вибрацию, воспринимаемую от двигателей рамой или полурамой. Кроме того, опоры удерживают двигатель от продольного смещения при выключении сцепления, резком разгоне или торможении машины.

На тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82 двигатель крепят следующим образом: заднюю часть блок-картер а через лист жестко связывают с корпусными деталями трактора; переднюю подвеску выполняют в виде упругого резинометаллического амортизатора, установленного между крышкой распределительных шестерен и передней шарнирной опорой, закрепленной на переднем брусе полурамы.

Назначение и общее устройство механизма газораспределения.Механизмгазораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя свежего заряда и для выпуска отработавших газов. В зависимости от типа органов, с помощью которых цилиндр двигателя сообщается с окружающей средой, механизмы газораспределения делятся на золотниковые, комбинированные и клапанные.

Золотниковые механизмы газораспределения, несмотря на некоторые преимущества (возможность обеспечения больших проходных сечений впускных и выпускных отверстий, лучшие условия охлаждения, меньшая шумность работы), в поршневых двигателях широкого распространения не получили. Практически золотниковый принцип газораспределения используется лишь в двухтактных двигателях с контурными и прямоточно-щелевыми схемами продувки, где полость цилиндра сообщается с окружающей средой через окна в его стенке, открываемые и закрываемые поршнем.

Комбинированные механизмы газораспределения применяются с прямоточной клапанно-щелевой продувкой. Свежий заряд поступает в цилиндр через окна в его стенке, а отработавшие газы удаляются при помощи клапанов (ЯМЗ-204 и ЯМЗ-206).

Клапанные механизмы – основной тип механизмов газораспределения, применяемых в современных тракторных и автомобильных двигателях. Как правило, они характеризуются простотой конструкции, малой стоимостью изготовления и ремонта, совершенством уплотнения рабочей полости цилиндра и надежностью работы. Если клапаны расположены в блок-картере и открываются при движении вверх (в направлении от коленчатого вала), то их называют нижними (боковыми) клапанами в отличие от верхних (подвесных) клапанов, которые установлены на головке цилиндров и открываются при движении вниз (в направлении к коленчатому валу).

Сравнение этих двух механизмов показывает, что механизм с нижним (боковым) расположением клапанов состоит из меньшего числа деталей, но образует вытянутую

щелевидную форму камеры сгорания, а механизм с верхним расположением клапанов усложнен по устройству, но обеспечивает хорошую компактность камеры сгорания.

Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл ДВС, он же «цикл Карно» – это чередование фаз газораспределения. Его работа состоит из следующих этапов:

После этого весь цикл повторяется снова.

Главное условие работы цилиндров состоит в том, что действовать они должны вразнобой, а не по порядку. То есть, недопустимо, чтобы такты чередовались по очереди от 1 до 4 или, к примеру, до 16 цилиндра.

Конечно, это правило не распространяется на двухцилиндровые ДВС, наподобие тех, что ставятся в «Оке». Но вот уже трёцилиндровые моторы работают по схеме 1-3-2. То есть, крутящее усилие на коленвал сначала передаёт поршень 1-го, затем 3-го, а уже потом 2-го цилиндра.

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).

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

Порядок работы шестицилиндрового двигателя в зависимости от вида

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

Рядный ДВС

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

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

V-образные двигатели

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

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

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

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

Оппозитный двигатель

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

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

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

Фазы газораспределения и работа многоцилиндровых двигателей

Чтобы получить максимальную мощность двигателя, необходимо обеспечивать хорошее наполнение цилиндров свежей горючей смесью и очистку их от отработавших газов. Этого достигают, открывая и закрывая клапаны с некоторым опережением или запаздыванием относительно мертвых точек.

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения (смотрите цветной рисунок).

Диаграммы фаз газораспределения двигателей

Диаграммы фаз газораспределения двигателей:

а — 3M3-53; б — ЗИЛ-130.

В карбюраторных двигателях впускной клапан начинает открываться, когда кривошип не дошел 10 — 25° до в. м. т. (в конце такта выпуска); закрывается впускной клапан после того, как кривошип вала прошел н. м. т. на 50 — 75° (в начале такта сжатия). Продолжительность открытия впускного клапана составляет 240 — 280° угла поворота коленчатого вала.

Выпускной клапан открывается в конце рабочего хода с опережением 50 — 70° до н. м. т., а закрывается в начале такта впуска с запаздыванием 20 — 50° после в. м. т. Продолжительность открытия выпускного клапана равна 250 — 300°.

Моменты, когда оба клапана одновременно открыты, называют перекрытием клапанов. В это время происходит продувка цилиндров свежей горючей смесью от отработавших газов. Работа многоцилиндровых двигателей

Для обеспечения равномерности работы многоцилиндрового двигателя надо, чтобы рабочие ходы происходили в разных цилиндрах через одинаковые углы поворота коленчатого вала.

Порядок работы двигателя

— это последовательность совершения одноименных тактов в его цилиндрах. Порядок работы зависит от расположения шатунных шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала.

Цилиндры рядных двигателей нумеруют со стороны переднего конца коленчатого вала. Так же нумеруют цилиндры V-образных двигателей, но сначала — ряд, расположенный справа по ходу автомобиля.

Схема многоцилиндровых четырехтактных двигателей

Схема многоцилиндровых четырехтактных двигателей:

а — рядного четырехцилиндрового; б — рядного шестицилиндрового; в — восьмицилиндрового V-образного.

У четырехцилиндровых двигателей шатунные шейки расположены попарно 1-я с 4-й и 2-я с 3-й под углом 180° и поэтому возможны два порядка работы:

Сочетание тактов, одновременно происходящих в различных цилиндрах двигателя при порядке работы 1 — 3 — 4 — 2, показано в таблице.

У шестицилиндровых двигателей шатунные шейки расположены попарно 1-й с 6-й, 2-я с 5-й и 3-я с 4-й под углом 120°; для них принят один порядок работы 1 — 5 — 3 — 6 — 2 — 4 (ГАЗ-51 А и др.).

У восьмицилиндровых V-образных двигателей шатунные шейки расположены под углом 90° относительно друг друга. Принятый порядок работы 1 — 5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

Источник

• ← Что такое обращение по русскому языку
• Что такое гидронимы в истории →