Цилиндры в двигателе: Цилиндры двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ

Цилиндры двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ

Цилиндры являются наиболее ответственными элементами двигателя внутреннего сгорания [рис. 1]. Внутренняя часть цилиндра (5) образует рабочую часть, ограничиваемую его боковыми стенками, а также головкой цилиндра (1) и днищем поршня (14). Помимо этого, боковые стенки цилиндра также играют роль направляющих поршня (в процессе его возвратно-поступательного движения), поэтому внутренняя рабочая поверхность, то есть зеркало цилиндра, подвергается тщательной обработке.

Рис. 1. Поперечный разрез тракторного двигателя Д-144 воздушного охлаждения.

1) – Головка цилиндра;

2) – Форсунка;

3) – Впускной трубопровод;

4) – Выпускной трубопровод;

5) – Цилиндр;

6) – Картер маховика;

7) – Топливный фильтр;

8) – Картер двигателя;

9) – Щуп-масломер;

10) – Поддон картера;

11) – Коленчатый вал;

12) – Распределительный вал;

13) – Шатун;

14) – Поршень.

Цилиндры нагреваются вследствие воздействия на них горячих газов, а также за счёт трения поршневых колец и поршня. С целью сохранения температуры стенок цилиндров в допустимых пределах, при которых бы обеспечивались нормальные условия наполнения и смазывания, используется воздушное либо жидкостное охлаждение цилиндров [рис. 1] и [рис. 2].

Рис. 2. Разрез тракторного двигателя Д-240 жидкостного охлаждения.

1) – Шатун;

2) – Маслосъёмные кольца;

3) – Уплотняющая часть поршня с компрессионными кольцами;

4) – Камера сгорания и днище поршня;

5) – Валик коромысел;

6) – Клапан;

7) – Тарелка клапана;

8) – Сухари;

9) – Пружина клапана;

10) – Направляющая втулка клапана;

11) – Гильза цилиндра;

12) – Стойка валика коромысел;

13) – Регулировочный винт;

14) – Контргайка;

15) – Коромысло;

16) – Штанга;

17) – Головка цилиндров;

18) – Прокладка;

19) – Вентилятор;

20) – Шкив привода вентилятора;

21) – Шестерня привода распределительного вала;

22) – Шестерня привода распределительного вала;

23) – Шкив коленчатого вала;

24) – Шестерня привода распределительного вала;

25) – Шестерня привода масляного насоса;

26) – Уплотнение поддона картера;

27) – Шестерня привода масляного насоса;

28) – Маслоприёмник;

29) – Распределительный вал;

30) – Толкатель;

31) – Уплотняющее резиновое кольцо;

32) – Поршневой палец;

33) – Поддон картера;

34) – Коленчатый вал;

35) – Вкладыш для коренного подшипника;

36) – Прилив для коренного подшипника;

37) – Маховик;

38) – Блок-картер;

39) – Крышка;

40) – Колпак.

С

тенки цилиндра подвержены значительному износу в процессе работы двигателя, вследствие чего блок-картеры автомобильных и тракторных двигателей изготавливаются со вставными гильзами. Гильзы используют двух типов:

1) – Сухие вставные гильзы [рис. 3, в)];

2) – Мокрые вставные гильзы [рис. 3, б)].

Сухие гильзы устанавливаются по всей длине цилиндра либо только в верхней его части, которая подвержена максимальному износу. У сухой гильзы толщина стенки составляет 2-4 мм. Окончательная обработка поверхности сухой гильзы осуществляется только после её запрессовки в блок-картер.

Рис. 3. Гильзы цилиндров.

а) – Гильзы цилиндров двигателя Д-240;

б) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в двух поясах;

в) – Установка сухой гильзы в блок-картер;

г) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в одном поясе;

1) – Центровочный пояс гильзы;

2) – Зеркало гильзы цилиндров;

3) – Центровочный пояс гильзы;

4) – Буртик;

5) – Жидкостная рубашка блок-картера;

6) – Прокладка головки цилиндров;

7) – Гильза цилиндров;

8) – Блок-картер;

9) – Уплотняющее резиновое кольцо;

10) – Вставка;

11) – Уплотняющая медная прокладка.

Как правило, для двигателей грузовых автомобилей и тракторов используются мокрые гильзы, что не только упрощает процесс литья блок-картера, но и позволяет применять более износостойкие материалы, а также повышать теплоотвод и уменьшать неравномерность нагрева, снижать трудоёмкость ремонта (замена изношенных гильз может осуществляться без демонтажа двигателя с шасси).

Недостатки использования мокрых гильз:

1) – Снижение жёсткости блок-картера;

2) – Необходимость дополнительного уплотнения жидкостной рубашки;

3) – Вероятность возникновения кавитационного разрушения.

Установка мокрой гильзы в гнездо блок-картера производится таким образом, чтобы предотвратить утечку жидкости из водяной рубашки в поддон картера и цилиндр. Помимо этого, должно учитываться возможное изменение длины гильзы в процессе её нагревания либо охлаждения.

При установке мокрой гильзы её нижний посадочный поясок уплотняется резиновыми кольцами, которые ставятся в нижнем пояске гильзы в выточке (ЗИЛ-130, ЯМЗ-238, СМД-60, А-41) либо в выточке, расположенной в блок-картере (СМД-14, Д-50, Д-240). В некоторых двигателях уплотнение гильзы выполняется с использованием двух (А-41, СМД-60, ЗИЛ-130) либо трёх (ЯМЗ-238) резиновых колец.

Установка мокрой гильзы в блок-картер (двигатель Д-240) показана на [рис. 3, а), б)]. Гильза цилиндра (7) в верхней части опирается буртиком (4) на основание цилиндрической выточки, расположенной на верхней плоскости блок-картера (8). В нижней (горизонтальной) перегородке блок-картера, в пояске для монтажа гильзы, изготовлена кольцевая выточка, в которую производится установка уплотняющего резинового кольца (9). Данное кольцо несколько выступает над поверхностью пояска, но в процессе установки гильзы в блок-картер происходит его обжатие, что создаёт надёжное уплотнение между блок-картером и гильзой. Торец гильзы также несколько выступает над поверхностью блок-картера, за счёт чего обеспечивается лучшее обжатие прокладки (6) в процессе крепления головки цилиндра, а также надёжное уплотнение, которое препятствует прорыву газов из цилиндра.

Для дизельных двигателей мокрые гильзы цилиндров изготавливаются из легированного либо серого перлитного чугуна. Как правило, внутренняя поверхность мокрой гильзы подвергается закалке ТВЧ (токами высокой частоты). Для некоторых тракторных дизельных двигателей рядного типа (СМД-14, Д-240) изготавливаются незакалённые гильзы из легированного чугуна.

Широкое применение в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130) нашли чугунные мокрые гильзы (7) [рис. 3, г)] с запрессованной износостойкой вставкой (10), расположенной в верхней части. Данные гильзы монтируются в блок-картер с центровкой в одном (двигатель ЗМЗ-53) либо двух поясах (двигатель ЗИЛ-130). К недостаткам этих гильз можно отнести невысокий ресурс в тяжёлых эксплуатационных условиях, высокую стоимость, сложность в изготовлении и ремонте.

В современных карбюраторных двигателях используются монометаллические мокрые гильзы, выполненные из хромофосфористого чугуна. Уплотнение гильз с центровкой в одном нижнем поясе (двигатель ЗМЗ-53) осуществляется посредством медной прокладки (11), которая устанавливается под торцевой поверхностью буртика. Данная прокладка также применяется для регулирования положения гильзы (7) по высоте блок-картера (8).

С целью уплотнения газового стыка верхняя торцевая плоскость гильзы выполняется фасонной, а также устанавливается с выступанием над плоскостью разъёма блока на 0,05-0,15 мм (зависит от вида уплотняющей прокладки и размерности двигателя).

В дизельных двигателях с воздушным охлаждением (Д-21А1, Д-144) используются ребристые чугунные цилиндры (5) [рис. 1]. Рёбра цилиндров, как правило, изготавливаются посредством литья, без применения механической обработки. В основном, верхний торец делается в виде плоской кольцевой поверхности. Он обычно контактирует с соответствующей кольцевой поверхностью днища головки (1), тем самым обеспечивая уплотнение газового стыка. Между картером (8) и нижним торцом опорного бурта устанавливаются металлические прокладки, которые служат не только для уплотнения, но и для регулировки надпоршневого зазора.

17*

Похожие материалы:

Порядок работы цилиндров двигателя внутреннего снорания. Порядок работы цилиндров двигателя разных авто Порядок работы цилиндров в разных двигателях

К такому двигателю относится четырехтактный дизель ЯМЗ-236. Угол развала между его цилиндрами равен 900. Колена коленчатого вала расположены в трех плоскостях под углом 1200 одно к другому. Особенностью этого двигателя является коленчатый вал, имеющий три кривошипа, к каждому из которых присоединено по два шатуна: к первому кривошипу — шатуны первого и четвертого цилиндров; ко второму второго и пятого цилиндров и к третьему — третьего и шестого цилиндров.

В этом двигателе, имеющем порядок работы 1 — 4 — 2 — 5 — 3 — 6, одноименные такты в цилиндрах происходят неравномерно через 90 и 1500 (табл. 4). Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в четвертом он начинается через 900, во втором — через 1500, в пятом — через 900, в третьем через 1500 и в шестом — через 900.

Поэтому двигатель ЯМЗ-236 имеет повышенную неравномерность хода и в нем приходится устанавливать на коленчатом валу маховик с относительно большим моментом инерции (на 60070% большим, чем для однорядного двигателя).

Восьмицилиндровый V-образный двигатель. Цилиндры в таком двигателе (например, двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ и КамАЗ-5320) расположены под углом 900 один к другому (рис. 24,6). Одноименные такты в цилиндрах начинаются через угол поворота коленчатого вала.

Рис. 24 — Схемы кривошипно-шатунного механизма четырехтактных V -образных двигателей:

а — шестицилиндрового; б — восьмицилиндрового; 1-8 — цилиндры.

Таблица 4. Чередование тактов в четырехтактном V -образном шестицилиндровом двигателе с порядком работы 1 — 4 — 2 — 5 — 3 — 6.

Впуск равный 720: 8 = 900. Следовательно, кривошипы коленчатого вала расположены крестообразно под углом 900. К первому кривошипу присоединены шатуны первого и пятого цилиндров, ко второму — второго и шестого цилиндров, к третьему — третьего и седьмого цилиндров, к четвертому — четвертого и восьмого цилиндров.

В восьмицилиндровом четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала совершается восемь рабочих ходов. Перекрытие рабочих ходов в различных цилиндрах происходит в течение поворота коленчатого вала на угол 90С, что способствует его равномерному вращению. Порядок работы восьмицилиндрового двигателя 1 — 5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8 (табл. 5).

Таблица 5. Чередование тактов в четырехтактном V -образном с порядком работы 1 — 5 — 4 — 2 — 6.

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

Обычно автовладельцы не задумываются о порядке активности цилиндров двигателя своего автомобиля, ограничиваясь знанием числа таковых. И в большинстве случаев просто нет необходимости углубляться в такие технические детали. Но информация о работе цилиндров оказывается полезной, когда нужно, например, выставить зажигания или отрегулировать клапана, в других ситуациях самостоятельной наладки и ремонта, когда нужно починить автомобиль без возможности добраться до СТО, или просто при желании сделать все самому. Далее мы узнаем, каков порядок работы 4-цилиндрового двигателя, и выясним последовательность для некоторых других компоновок.

Теория работы ДВС

Общий принцип функционирования двигателей на бензине или дизтопливе известен, пожалуй, всем – топливо, сгорая в цилиндрах, создает давление газов, которые толкают поршни, и далее усилие преобразуется в крутящий момент, идущий на колеса.

Для того, чтобы двигатель работал равномерно, сгорание топлива происходит не во всех цилиндрах одновременно, а в определенном порядке. За его соблюдение отвечают:

• конструкция газораспределительного механизма;
• углы между кривошипами коленвала автомобиля;
• расположение цилиндров – V-подобное или рядное;
• устройство системы зажигания для бензиновых авто, и ТНВД – у дизельных.

Как проходит рабочий цикл

Весь процесс впрыска топлива, его зажигания, работы поршней и выброса отработанных газов называется «рабочим циклом». Рассмотрим его на примере бензинового четырехтактного ДВС, стандартного для множества легковых автомобилей.

Цикл, как видно из названия, делится на четыре такта работы:

В этом состоянии впускной клапан в открытом состоянии, выпускной, наоборот, закрыт, поршень идет в нижнем направлении, в цилиндр попадает подготовленная топливовоздушная смесь.

Все клапаны цилиндра закрыты, а поршень двигается вверх и сжимает впрыснутую ранее смесь до заданных параметров.

Клапаны по-прежнему открыты, смесь поджигается, образуя газы. Их давление начинает двигать поршень вниз, а последний вращает коленвал.

По завершению рабочего хода клапан выпуска открывается, коленвал двигает поршень вверх, и тот вытесняет отработанные газы в выпускной коллектор.

Иллюстрация процесса:

Интересно: у дизельного двигателя цикл иной. При впуске всасывается только воздух, а горючее впрыскивается посредством ТНВД уже после сжатия воздушной массы в цилиндре. Контактируя с разогретым от сжатия воздухом, дизтопливо воспламеняется.

Чтобы обеспечить стабильную и непрерывную работу, горючее в цилиндрах (иногда называемых «горшками») воспламеняется в особой последовательности. Порядок работы двигателя должен соблюдаться, чтобы создавалось равномерное действие на коленвал.

Очередность цилиндров

Цилиндры имеют номера, в документации их описывают в формате A-B-C-D, где вместо букв указывается цифровое обозначение. Порядок нумерации начинается со стороны цепи или ремня ГРМ – с самого удаленного от коробки передач цилиндра. Тот, что носит номер 1, называется главным.

Важно: если цилиндры работают последовательно, они не должны быть расположены рядом. Именно с учетом этого условия производители моторов разработали определенные схемы порядка чередования тактов.

Цилиндры оснащены клапанами, через которые осуществляется впуск и выпуск газов. Клапанами управляет специальное устройство – распределительный вал, на поверхности которого особым образом расположены специальные кулачки. Именно их расположение отвечает за порядок работы: профиль кулачка и его высота влияет на моменты закрытия-открытия, величину сечения прохода для газов, а также на то, как будет двигаться клапан в зависимости от текущего угла коленвала.

Один из вариантов распредвала:

Коленвал:

Цикл стандартного ДВС на 4 такта проходит за 2 оборота, или за 720 градусов (360 и 360). Расположенные на валу «коленца» смещены на некоторый угол таким образом, чтобы усилие с поршней двигателя постоянно передавалось на вал. Упомянутый угол – величина, зависящая от модели двигателя, тактности такового, и количества цилиндров.

Рассмотрим типичный порядок у некоторых двигателей.

Рядный 4-цилиндровый

Существует две популярные компоновки таких ДВС:

• рядная;
• оппозитная.

Первое означает расположение цилиндров последовательно, в один ряд, а поршни мотора вращают общий коленвал. Двигатели нередко описывают сокращением I4 или L4, можно также встретить название Inline 4 и вариации. Инженеры располагают цилиндры и вертикально, и под некоторым углом – в зависимости от конструкции двигателя.

Пример блока цилиндров:

Эта цилиндровая компоновка получила широкое распространение в массовых моделях автомобилей, а также в тех транспортных средствах, где важна простота обслуживания и ремонта – внедорожниках, машинах, предназначенных для работы в такси, и т. д.

Кривошипы 1 и 4 цилиндров в конструкции коленвала рядного четырехцилиндрового двигателя расположены под углом 180 град., и под углом 90 – к кривошипам цилиндров 2 и 3. Чтобы создать оптимальное соотношение движущих сил, действующих на кривошипы, двигатели действуют в последовательностях:

• система 1–2–4–3 – менее популярная;
• основной вариант 1–3–4–2.

Из отечественных автомашин порядок работы четырехцилиндрового двигателя второго вида использован, к примеру, в продукции концерна ВАЗ, а первый актуален для некоторых двигателей ЗМЗ.

4-цилиндровая оппозитная компоновка

В таком моторе «горшки» размещены в два ряда под 180 градусов. Это позволяет сделать силовой агрегат сбалансированным и снизить центр тяжести, а коленвал получает меньшие нагрузки. Благодаря этому мотор подобной компоновки, при той же массе, выдает больше снимаемой мощности и оборотов.

Цилиндры в этих ДВС работают по отличной схеме: основная 1–3–2–4, и альтернативная 1–4–2–3.

Здесь поршни достигают т.н. «верхней мертвой точки», часто сокращаемой до ВМТ, одновременно с обеих сторон.

Интересно: встречаются машины с V-образными агрегатами на 4 цилиндра, но подобные образцы на рынке относительно редки, основную массу составляют рядные и оппозитные.

Пятицилиндровые

Это агрегаты с 5 цилиндрами, стоящими в ряд. Относительное смещение шатунных шеек коленвала – 72 градуса. Встречаются как двух- так и четырехтактные образцы, для первых (2 такта) стандартный порядок оптимальной работы блока цилиндров для данных двигателей – очередность активации 1–2–4–3–5. Ею обеспечивается равномерность возгорания топлива. Эти моторы широко применяются в судовой технике.

На легковых автомобилях инженерами сообщается иной порядок работе «горшков» 5 цилиндровых типичных двигателей – система 1–2–4–5–3.

Блок цилиндров:

Как действуют ДВС V6

Для эффективности порядка работы сегодняшних шестицилиндровых двигателей таковой строится также по особой системе. Типичный порядок работы 6 цилиндрового двигателя рядного исполнения – метод 1–5–3–6–2–4. В рассматриваемом форм-факторе силовой агрегат получается достаточно длинным и требует большого подкапотного пространства.

Чтобы снизить габариты, иногда применяют «вэ-подобную» систему. Схема порядка работы «горшков» 6 цилиндровых современных двигателей, V образного форм-фактора – очередность активации 1-4-2-5-3-6.

Интересно: рассматриваемая шестицилиндровая конструкция считается одной из наименее сбалансированных.

Агрегат от Audi, для которого актуален указанный порядок работы V-образного шестицилиндрового автомобильного двигателя:

ДВС на 8 цилиндров

Из-за габаритов двигатели делаются V-образной компоновки.

Восьмицилиндровый ДВС от Chevrolet:

Возможный порядок работы восьмицилиндрового двигателя современной машины:

• вариант 1–5–4–2–6–3–7–8 – основной;
• принцип 1–8–4–3–6–5–7–2 – другая вариация.

Различие это мнимое и произошло из-за разницы в подсчете цилиндров. В США цилиндр 1 расположен спереди по направлению движения авто, слева, а в европейской системе – справа. Нумерация цилиндров производится в шахматной последовательности, в направлении назад и слева направо, поэтому обе классификации представляют, по сути, одно и то же, что иллюстрирует схема:

Интервал между зажиганием топлива 90 град.

Как определить порядок

Чтобы узнать, по какой схеме работает мотор, необходимо изучать документацию на автомобиль и конкретный силовой агрегат, визуально определить это затруднительно.

Порядок работы цилиндров в разных двигателях отличается, даже с одним и тем же количеством цилиндров порядок работы может быть разным. Рассмотрим, в каком порядке работают серийные двигатели внутреннего сгорания различного расположения цилиндров и их конструктивные особенности. Для удобства описания порядка работы цилиндров, отсчёт будет производиться от первого цилиндра, первый цилиндр- это тот который спереди двигателя, последний, соответственно, возле коробки передач.

3-х цилиндровый

В таких двигателях всего 3 цилиндра и порядок работы самый простой: 1-2-3 . Запомнить легко, и работает быстро.
Схема расположения кривошипов на коленвале выполнена в виде звёздочки, они расположены под углом 120° друг к другу. Вполне возможно применить схему 1-3-2, но производители не стали этого делать. Так что единственной последовательностью работы трёхцилиндрового двигателя является последовательность 1-2-3. Для уравновешивания моментов от сил инерции на таких двигателях применяется противовес.

4-х цилиндровый

Существуют как рядные, так и оппозитные четырёх цилиндровые двигатели, коленвалы у них выполнены по одной и той же схеме, а порядок работы цилиндров разный. Это связано с тем, что угол между парами шатунных шеек равен 180 градусов, то есть, 1 и 4 шейки находятся на противоположных сторонах со 2 и 3 шейками.

1 и 4 шейки с одной стороны, 3 и 4- на противоположной.

В рядном двигатели применяется порядок работы цилиндров 1-3-4-2 — это самая распространённая схема работы, так работают практически все машины, от Жигулей до Мерседеса, бензиновые и дизельные. В ней последовательно работают цилиндры с расположенные на противоположных сторонах шейках коленвала. В данной схеме можно применить последовательность 1-2-4-3, то есть поменять местами цилиндры, шейки которых расположены на одной стороне. Используется в 402 двигателе. Но такая схема встречается крайне редко, в них будет другая последовательность в работе распредвала.

Оппозитный 4-х цилиндровый двигатель имеет другую последовательность: 1-4-2-3 либо 1-3-2-4. Дело в том, что поршни достигают ВМТ одновременно, как с одной стороны, так и с другой. Такие двигатели чаще всего встречаются на Субару (у них почти все оппозитники, кроме некоторых малолитражек для внутреннего рынка).

5-ти цилиндровый

Пятицилиндровые двигатели нередко применялись на Мерседесах или АУДИ, сложность такого коленвала заключается в том, что все шатунные шейки не имеют плоскости симметрии, и развёрнуты относительно друг друга на 72° (360/5=72).

Порядок работы цилиндров 5-ти цилиндрового двигателя: 1-2-4-5-3 ,

6-ти цилиндровый

По расположению цилиндров 6-ти цилиндровые двигатели бывают рядными, V-образными и оппозитными. У 6-ти цилиндрового мотора есть много различных схем последовательности работы цилиндров, они зависят от типа блока и применяемого в нём коленвала.

Рядный

Традиционно применяется такой компанией, как БМВ и некоторыми другими компаниями. Кривошипы расположены под углом 120° друг к другу.

Порядок работы может быть трёх видов:

1-5-3-6-2-4
1-4-2-6-3-5
1-3-5-6-4-2

V-образный

Угол между цилиндрами в таких двигателях составляет 75 либо 90 градусов, а угол между кривошипами составляет 30 и 60 градусов.

Последовательность работы цилиндров 6-ти цилиндрового V-образного двигателя может быть следующей:

1-2-3-4-5-6
1-6-5-2-3-4

Оппозитный

6-ти цилиндровые оппозитники встречаются на автомобилях марки Subaru, это традиционная компоновка двигателей для японцев. Угол между кривошипами коленвала составляет 60 градусов.

Последовательность работы двигателя: 1-4-5-2-3-6.

8-ти цилиндровый

В 8-ми цилиндровых двигателях кривошипы установлены под углом 90 градусов друг к другу, так уак в двигателе 4 такта, то на каждый такт работает по 2 цилиндра одновременно, что сказывается на эластичности двигателя. 12-ти цилиндровый работает ещё мягче.

В таких двигателях, как правило, наиболее популярной используется одна и та же последовательность работы цилиндров: 1-5-6-3-4-2-7-8 .

Но Феррари использовала другую схему- 1-5-3-7-4-8-2-6

В данном сегменте каждый производитель использовал ему только известную последовательность.

10-ти цилиндровый

10 цилиндровый не особо популярный мотор, редко производители использовали такое количество цилиндров. Тут возможны несколько вариантов последовательностей воспламенения.

1-10-9-4-3-6-5-8-7-2 — используется на Dodge Viper V10

1-6-5-10-2-7-3-8-4-9 — BMW заряженных версий

12-ти цилиндровый

На самых заряженных машинах ставили 12-ти цилиндровые двигатели, к примеру, Феррари, Ламборгини или более распространённые у нас Фольцвагеновские двигатели W12.

Самым простым автолюбителям не нужно знать все тонкости работы цилиндров двигателя. Работает как-то, ну и ладно. Весьма сложно с этим согласится. Наступает тот самый момент, пока нужно будет отрегулировать систему зажигания, а также клапанов зазора.

Не будет лишней информацией о порядке работы цилиндров, когда нужно будет подготовить высоковольтные провода к свечам или трубопроводы большого давления.

Порядок работы цилиндров двигателя. Что это означает?

Порядок работы любого двигателя — это определенная последовательность, при которой происходит чередование одноименных тактов в разных цилиндрах.

Порядок работы цилиндров и от чего он зависит? Есть несколько основных факторов его работы.

К ним можно отнести следующее:

1. Система расположения цилиндров: однорядная, V-образная.
2. Количество цилиндров.
3. Распределенный вал и его конструкция.
4. Коленвал, а также его конструкция.

Что такое рабочий цикл двигателя автомобиля?

Этот цикл состоит, прежде всего, из распределения газораспределительных фаз. Последовательность должна четко распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Только так и добиваться равномерной работы.

Цилиндры не должны находиться рядом, это основное условие. Производители создают схемы работы цилиндров. Старт работы начинается с первого цилиндра.

Разные двигатели и разных порядок работы цилиндров.

Разные модификации, разные двигатели, их работа может распределяться. Двигатель ЗМЗ. Определенный порядок работы цилиндров двигателя 402 — один-два-четыре-три. Порядок работы двигателя модификации — один-три-четыре-два.

Если сделать углубление в теорию работы двигателя, то мы сможем увидеть следующую информацию.

Полный цикл работы четырехтактного двигателя происходит за два оборота, то есть 720 градусов. Двухтактный двигатель, догадайтесь за сколько?

Коленвал смещают на угол для того, чтобы получить максимальное углубление поршней. Данный угол зависит от тактов, а также количества цилиндров.

1. Четырехцилиндровый двигатель происходит через 180 градусов, порядок работы цилиндров может быть один-три-четыре-два (ВАЗ), один-два-четыре-три (ГАЗ).

2. Шестицилиндровый двигатель и порядок его работы один-пять-три-шесть-два-четыре (интервалы между воспламенениями составляют 120 градусов).

3. Восьмицилиндровый двигатель один-пять-четыре-восемь-шесть-три-семь-два (интервал составляет 90 градусов).

4. Есть и двенадцати цилиндровый двигатель. Левый блок — один-три-пять-два-четыре-шесть, правый блок — семь-девять-одинадцать-восемь-десять-двенадцать.

Для понятности небольшое пояснение. У восьмицилиндрового двигателя ЗиЛ порядок работы всех цилиндров: один-пять-четыре-два-шесть-три-семь-восемь. Угол — 90 градусов.

В одном цилиндре происходит рабочий цикл, через девяносто градусов рабочий цикл в пятом цилиндре и дальше последовательно. Один поворот коленвала — четыре рабочих хода. Восьмицилиндровый двигатель, конечно, работает плавно, чем двигатель из шести цилиндров.

Мы дали только общее представление работы, более глубокие знания Вам не нужны. Желаем Вам успехов в изучении порядка работы цилиндров двигателя.

Многие автовладельцы не стремятся вникать в принцип работы основных устройств автомобиля, считая это уделом специалистов из автомастерских. С одной стороны, такое утверждение верно, с другой же – не понимая хотя бы основные процессы, легко пропустить поломку на самом начальном этапе, и затруднительно сделать мелкий ремонт. Зачастую отказ двигателя происходит вдали от мест, где можно получить квалифицированную помощь, и определенные знания не помешают.

Одно из ключевых понятий эксплуатации двигателя – это порядок работы цилиндров. Под этим понимается последовательность чередования в них одноименных тактов. Этот показатель различается в зависимости от следующих особенностей:

1. Количество цилиндров (в современных двигателях — 4, 6 или 8)
2. Расположение (двурядное V-образное или однорядное)
3. Особенности конструкций, как распределительного, так и коленчатого валов

Рабочий цикл двигателя – это определенная устойчивая последовательность газораспределительных фаз, происходящих внутри данных устройств, расположенных не рядом друг с другом. Это обеспечивает стабильное воздействие на коленвал без излишних напряжений.

Последовательность цилиндров, в которых происходят газораспределительные фазы, определяется схемой порядка работы, заложенной при проектировании. Цикл всегда начинается с главного цилиндра №1, а потом, в зависимости от исполнения может различаться: например, 1-2-4-2 или 1-3-4-2.

Последовательность работы у различных моделей

Целью воздействия каждого поршня является поворот коленвала на заданный угол при соблюдении определенного такта. Например, полный цикл четырехтактного двигателя обеспечивает два полных поворота коленвала, а двухтактного – один. Наиболее распространенные схемы:

• Однорядный четырехцилиндровый двигатель, с чередованием тактов через сто восемьдесят градусов: 1-3-4-2 или 1-2-4-3
• Однорядный шестицилиндровый двигатель: 1-5-2-6-2-4 (при повороте каждый раз на сто двадцать градусов)
• V-образный восьмицилиндровый: 1-5-4-8-6-3-7-2 (при повороте каждый раз на девяносто градусов). После того, как в цилиндре №1 заканчивается газораспределительная фаза, коленчатый вал, повернувшись на девяносто градусов, сразу же попадает под действие цилиндра №5. Для одного полного поворота требуется четыре рабочих хода

Количество цилиндров напрямую влияет на плавность хода – очевидно, что восьмицилиндровый с его 90 градусами, работает плавнее, нежели четырехцилиндровый. На практике, данные знания пригодятся при

просто о сложном. Принцип работы дизельного мотора

Порядок работы 4 цилиндрового двигателя обозначается как Х―Х―Х―Х где Х ― номера цилиндров. Это обозначение показывает последовательность чередования тактов цикла в цилиндрах.

Порядок работы цилиндров зависит от углов между кривошипами коленчатого вала, от конструкции механизма газораспределения, и системы зажигания бензинового силового агрегата. У дизельного место системы зажигания в этой последовательности занимает ТНВД.

Для управления автомобилем это знать, конечно, необязательно.

Порядок работы цилиндров необходимо знать, регулируя зазоры клапанов, меняя ремень ГРМ либо выставляя зажигание. Да и при замене проводов высокого напряжения понятие порядка рабочих тактов не будет лишним.

В зависимости от числа тактов, составляющих рабочей цикл, ДВС делятся на двухтактные и четырехтактные. Двухтактные двигатели не ставят на современные автомобили, они используются лишь на мотоциклах и в качестве пускателей тракторных силовых агрегатов. Цикл четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты:

Цикл дизеля отличается тем что при впуске всасывается только воздух. Топливо же впрыскивается под давлением после сжатия воздуха, а воспламенение происходит от контакта дизеля с разогретым от сжатия воздухом.

Нумерация

Нумерация цилиндров рядного двигателя начинается с наиболее удаленного от коробки перемены передач. Иными словами, со стороны либо цепи.

Очередность работы

У коленвала рядного 4-х цилиндрового ДВС кривошипы первого и последнего цилиндра располагаются под углом 180° друг к другу. И под углом 90° к кривошипам средних цилиндров. Поэтому для обеспечения оптимального угла приложения движущих сил к кривошипам такого коленвала, порядок работы цилиндров бывает 1―3―4―2, как у вазовских и москвичевских ДВС либо 1―2―4―3, как у газовских моторов.

Чередование тактов 1-3-4-2

Угадать порядок работы цилиндров двигателя по внешнем признакам нельзя. Об этом следует читать в мануалах производителя. Порядок работы цилиндров двигателя проще всего узнать в инструкции по ремонту вашей машины.

Кривошипно-шатунный механизм

• Маховик поддерживает инерцию коленвала для вывода поршней из верхних или нижних крайних положений, а также для более равномерного его вращения.
• Коленчатый вал преобразует линейное движение поршней во вращение и передает его через механизм сцепления на первичный вал КПП.
• Шатун передает усилие, прикладываемое к поршню на коленчатый вал.
• Поршневой палец создает шарнирное соединение шатуна с поршнем. Изготавливается из легированной высокоуглеродистой стали с цементацией поверхности. По сути является толстостенной трубкой со шлифованной наружной поверхностью. Бывает двух видов: плавающий или закрепленный. Плавающие свободно перемещаются в бобышках поршней и во втулке, запрессованной в головку шатуна. Не выпадает палец из этой конструкции благодаря стопорным кольцам, устанавливающимся в пазы бобышек. Закрепленные удерживаются в головке шатуна за счет горячей посадки, а в бобышках вращаются свободно.

Порядок работы цилиндров, именно так называется последовательность чередования тактов в разных цилиндрах двигателя. Порядок работы цилиндров напрямую зависит от типа расположения цилиндров: рядное или V-образное. Кроме того, на порядок работы цилиндров двигателя влияет расположение шатунных шеек коленвала и кулачков распредвала.

Что происходит в цилиндрах

Происходящее внутри цилиндра действо по научному называется рабочим циклом. Он состоит из фаз газораспределения.

Фаза газораспределения – момент начала открытия и конца закрытия клапанов в градусах поворота коленвала относительно мертвых точек: ВМТ и НМТ (соответственно, верхняя и нижняя мёртвые точки).

В течение одного рабочего цикла в цилиндре происходит одно воспламенение воздушно-топливной смеси. Интервал между воспламенениями в цилиндре прямым образом воздействует на равномерность работы двигателя. Чем меньше интервал воспламенения, тем равномернее работа двигателя.

И этот цикл напрямую связан с количеством цилиндров. Большее количество цилиндров – меньший интервал воспламенения.

Порядок работы цилиндров в разных двигателях

Итак, с теоретическим положением о влиянии интервала воспламенения на равномерность работы, мы познакомились. Рассмотрим традиционный порядок работы цилиндров в двигателях с разной схемой .

• порядок работы 4 цилиндрового двигателя со смещением шеек коленвала 180° (интервал между воспламенениями) : 1-3-4-2 или 1-2-4-3;
• порядок работы 6 цилиндрового двигателя (рядного) с интервалом между воспламенениями 120°: 1-5-3-6-2-4;
• порядок работы 8 цилиндрового двигателя (V-образный) с интервалом между воспламенениями 90°: 1-5-4-8-6-3-7-2

Здравствуйте, уважаемые автовладельцы! Давайте с самого начала поймём, что такие понятия, как «порядок работы цилиндров» и «нумерация цилиндров двигателя» являются разными по сути. Но, взаимосвязь, существующая между ними нам нужна.

Для чего? А для того, что зная каким образом назначается и откуда начинается нумерация цилиндров двигателя, мы спокойно оперируем порядком работы цилиндров для: регулировки теплового зазора клапанов, правильного подключения проводов к свечам зажигания и т.д.

Информация к размышлению! Независимо от компоновки двигателя, независимо от порядка работы цилиндров, который вы узнаете из мануала по эксплуатации, цилиндр №1 – это всегда главный цилиндр, и в нём всегда располагается свеча №1.

Что влияет на нумерацию цилиндров двигателя

Нумерация цилиндров двигателя, к сожалению, не имеет единых международных стандартов. Поэтому первая и главная рекомендация перед началом ремонта двигателя своего автомобиля – глубокое изучение Инструкции по эксплуатации и ремонту именно своего авто.

Факторы, влияющие на нумерацию цилиндров двигателя:

• задний или передний тип привода двигателя;
• рядность двигателя: V-образный или рядный. Расположение цилиндров может быть: вертикальным, наклонным, V-образно в два ряда, горизонтально (оппозитно) – это когда угол между цилиндрами составляет 180 градусов;
• конструктивное расположение двигателя в моторном отсеке: поперечное или продольное;
• направление вращения: против часовой стрелки или по часовой стрелке.

Нумерация цилиндров двигателей разных типов

Эта информация полезна в первую очередь для тех, кто затевает ремонт двигателей иномарок. Как правило, все переднеприводные стандартные автомобили имеют поперечно расположенный двигатель. В этом случае нумерация цилиндров двигателя идёт по одной из сторон, а главный цилиндр №1 расположен со стороны места пассажира.

Многоцилиндровые V-образные двигатели имеют расположение цилиндра №1 в ближнем ряду к салону со стороны водителя. Следующими идут нечётные цилиндры, а со стороны радиатора чётные цилиндры.

В американских двигателях существует два варианта расположения цилиндров. 4 или 6-ти рядные американские двигатели могут иметь главный 1 цилиндр от радиатора, тогда как остальные нумеруются в направлении салона.

Второй вариант с обратной нумерацией, в этом случае главным №1 цилиндром считается тот, что расположен ближе к салону.

Французские автомобилестроители предлагаю нам также два варианта нумерации цилиндров двигателя. Это либо нумерация со стороны коробки переключения передач, либо с правого полубока со стороны крутящего момента, у V-образных двигателей.

Поэтому, с учетом такой разной, и порой противоречивой информации, не пренебрегайте изучением инструкций производителя двигателя – автомобиля. Как вариант, не помешает обращение с подобным запросом на целевой форум именно по вашему автомобилю.

Успехов вам при изучении материально-технической части двигателя, его устройства и особенностей.

Важным предупреждением для водителей, которые только познают принципы устройства автомобиля, и пытаются своими руками производить ремонт узлов и механизмов. Не путайте такие понятия, как нумерация цилиндров и порядок зажигания.

От чего зависит нумерация цилиндров двигателя

Тем не менее, важно знать, что каким бы ни была компоновка двигателя и расположение цилиндров, в цилиндре № 1 – главный цилиндр, всегда располагается свеча № 1.

Естественно, это порядок, в котором пронумерованы цилиндры любого двигателя. От чего зависит расположение и нумерация цилиндров двигателя:

• тип привода: передний или задний;
• тип двигателя: рядный или V-образный;
• способ установки двигателя: поперечный или продольный;
• направление вращения двигателя: по или против часовой стрелки.

Расположение цилиндров в многоцилиндровых двигателях, выглядит следующим образом:

• вертикально – то есть в один ряд, без угловых отклонений;
• наклонно – под углом 20°;
• V- образно – в два ряда. Углы между рядами могут быть 90 или 75 градусов;
• оппозитно (горизонтально) – угол между цилиндрами равен 180°. Такое расположение цилиндров применяется в двигателях для автобусов, что позволяет размещать двигатель под полом салона, освобождая полезную площадь.

Нумерация цилиндров на разных типах двигателей

Как таковой, строгой международной системы расположения и нумерации цилиндров двигателя не существует. И это плохо. Посему, прежде, чем приступать к какому-либо виду ремонта двигателя или системы зажигания, окунитесь с головой в Инструкцию по эксплуатации и ремонту именно вашего авто.

Заднеприводные 4-х и 6-ти рядные двигатели в США имеют главный цилиндр №1 от радиатора, остальные цилиндры нумеруются по направлению к салону. Но, есть и обратная нумерация, когда главным цилиндром считается тот, который ближе к салону.

У французских двигателей нумерация цилиндров происходит со стороны коробки передач. А нумерация цилиндров V-образных двигателей идёт с правого полубока, т.е. со стороны крутящего момента.

V-образные многоцилиндровые двигатели имеют главный цилиндр со стороны водителя в ряду, который ближе к салону. Затем идут нечетные цилиндры двигателя, а с противоположной стороны (ближе к радиатору) – чётные.

Поэтому, для того, чтобы вы окончательно не запутались из-за отсутствия единого международного стандарта расположения и нумерации цилиндров двигателя, пользуйтесь Руководством по эксплуатации от производителя.

Удачи вам в изучении нумерации и расположения цилиндров двигателя.

Больше цилиндров в вашем двигателе, — больше плюсов | Pit stop

Тенденция к снижению трения и механическим потерям в двигателях (преимущественно при конструировании современного автомобиля малого класса), привела к созданию новых 2-х и 3-х цилиндровых двигателей. И абсолютная противоположность, в автомобилестроении брендовых бизнескаров, появились мощные 8-и и 12-и цилиндровые двигатели.

Рассмотрев многоцилиндровые двигатели, где среднее эффективное давление будет разделено на все цилиндры, и ни один поршень не будет перегружен, поэтому на коленвал будет распределена сбалансированная равномерная нагрузка. Кроме того, охлаждение в двигателе с большим количеством цилиндров, будет распределятся более равномерно по всей площади двигателя.

Меньшие по размеру поршни

Вы можете увеличить мощность за счет увеличения объема, или увеличения количества цилиндров. Но большее количество цилиндров, даст вам более высокое соотношение мощности к весу, по сравнению с увеличением диаметра, чтобы оно соответствовало выходной мощности. Следовательно, вы можете достичь более высоких оборотов, увеличив количество цилиндров.

Достоинства и недостатки многоцилиндровых двигателей

Следующие основные факторы необходимо учитывать при сравнении двигателей, с одинаковым кубическим объёмом, и различным количеством цилиндров.

1) Чем короче ход поршня, тем выше частота вращения коленчатого вала.

2) Когда объем цилиндра становится меньше, то и поршень становится легче и меньше, по отношению к размеру цилиндра, соответственно приводит к более высокую скорость поршня.

3) Для той же мощности цилиндра двигателя и максимальной скорости поршня, многоцилиндровый двигатель развивает больше мощности.

4) Чем меньше размер цилиндра, тем выше его отношение поверхности к объему и, следовательно, выше — коэффициент сжатия с улучшением теплового КПД двигателя.

5) Для определенного общего объема цилиндров, реакция ускорения увеличивается с количеством цилиндров, из-за более легких поршневых компонентов.

Гладкая работа многоцилиндровых двигателей возможна только тогда, когда каждая камера сгорания производит такое же давление, как и другие в том же двигателе.

Каждый впускной клапан должен быть настроен так же, как и другие, чтобы обеспечить равное количество заряда топлива, для впрыска в каждую камеру сгорания.

Когда все эти требования удовлетворяются, давление в камерах сгорания является равным.

Поэтому эти, практически идеальные требования, должны всегда выполнятся в производственных условиях, что приводит к увеличению стоимости производства.

Плюсы:

+ Небольшие клапаны и поршни облегчают охлаждение

+ Более частые и меньшие пульсации, от детонации, упрощают глушение

+ Двигатель намного компактнее

+ Может работать с гораздо большей скоростью

+ Мощность, потребляемая при преодолении вращательного и возвратно-поступательного сопротивления, также увеличивается

+ Частота импульсов мощности увеличивается, из-за чего выходная мощность становится более последовательной и равномерной

+ Повышенная степень сжатия, благодаря уменьшенному объёму цилиндра

+ Меньший вес рабочих узлов, уменьшает инерционную нагрузку, благодаря чему повышается ресурс двигателя.

Минусы:

— Распределение топливной смеси становится более сложным

— Стоимость замены компонентов становится пропорционально выше.

И так, какие же итоги можно подвести, к выше сказанному, — Двигатели с увеличенным количеством цилиндров – предпочтительнее, так как с увеличением числа цилиндров автомобили стали намного легче, появились улучшенная динамика и комфорт в управлении, а так же уменьшилась вибрация.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop, ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё много нового и интересного!

Что такое цилиндр в двигателе автомобиля

Цилиндр и поршень – одни из ключевых деталей любого двигателя. Стенка цилиндра, днище поршня и нижняя плоскость головки блока цилиндра образуют замкнутую полость, в которой происходит сгорание топливно-воздушней смеси.

Поршень, вставленный в цилиндр, воспринимает усилие образовавшихся газов и преобразует их энергию в поступательное движение, которое заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень – индивидуально подобранная пара, которая прирабатывается в ходе эксплуатации автомобиля, обеспечивая наилучшие режимы и эффективность работы двигателя.

В данной статье мы рассмотрим пару «цилиндр-поршень» подробнее: конструкцию и функции этих элементов, условия их работы и возможные проблемы при эксплуатации цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Цилиндр и поршень как основные элементы автомобильного двигателя

1. Что такое цилиндр и поршень?
2. Из чего изготавливают цилиндры и поршни?
3. Охлаждение ЦПГ
4. Система смазки цилиндров
5. Неисправности при эксплуатации

Цилиндр и поршень являются одними из основных деталей любого двигателя внутреннего сгорания. Нижняя плоскость ГБЦ, днище поршня и стенка цилиндра образуют замкнутую полость, где происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Поршень, который находится в цилиндре, преобразует энергию образовавшихся газов в поступательно движение, тем самым приводя в движение коленчатый вал.

Цилиндр и поршень прирабатываются в ходе эксплуатации автомобиля, обеспечивая эффективность и наилучшие режимы работы двигателя.

В данной статье мы подробно рассмотрим пару «цилиндр-поршень»: конструкцию, функции, условия их работы, а также проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации ЦПГ.

Цилиндр как основа двигателя

В цилиндре происходят все важнейшие процессы получения и преобразования энергии, необходимой для движения автомобиля. Цилиндр, по сути, связующее звено двух энергий: в нем энергия сгорания топлива переходит в энергию движения, вращающего коленчатый вал.

Поршень и цилиндр

Цилиндр во время работы испытывает колоссальные нагрузки. С одной стороны это высокая температура и давление расширяющихся газов, с другой стороны высокая скорость движения поршня, которая достигает 8 метров в секунду.

При сгорании топлива в цилиндрах образуется такое огромное количество тепловой энергии, что двигатель приходится охлаждать даже когда на улице -25 градусов

Этот процесс можно сравнить с оружейным выстрелом, где пороховые газы толкают пулю, разгоняющуюся в стволе, (кстати, тоже имеющем форму цилиндра) до дульной скорости от 300 до 1000 метров в секунду, в зависимости от длины ствола. К тому же с огромной частотой, как, например, в пистолете-пулемете «Венус», до 2500 выстрелов в минуту.

И если на спортивном автомобиле группа цилиндров должна выдержать один рекордный заезд, то в обычном легковом автомобиле от цилиндров требуется работа в течение многих лет, без потери мощности, динамики и других показателей.

Поэтому инженеры автомобильных компаний вынуждены постоянно решать две основные проблемы, связанные с надежностью цилиндров – отвод тепла и смазывание поверхности, вдоль которой движется поршень.

Что такое цилиндр и поршень?

Современные двигатели могут иметь от 2 до 16 цилиндров, которые объединены в блок цилиндров. От количества цилиндров зависит мощность ДВС.

Внутренняя часть цилиндра является его рабочей поверхностью и называется гильзой, а внешняя, которая составляет единое целое с корпусом блока – рубашкой. По каналам рубашки циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает энергию давления газов на шатун коленвала, герметизирует камеру сгорания и отводит из нее тепло. Состоит поршень из днища (головки), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).

Поршни для бензиновых двигателей имеют плоское днище. Они меньше нагреваются при работе и проще в изготовлении. Они могут обладать специальными канавками, которые способствуют полному открытию клапанов. В дизельных двигателях поршни имеют специальную выемку заданной формы на дне. Она служит для того, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше смешивался с топливом.

Плотность соединения поршня и цилиндра обеспечивают поршневые кольца. Их расположение и количество зависит от типа и назначения двигателя. Наиболее часто встречающееся исполнение – одно маслосъемное и два компрессионных кольца.

Компрессионные кольца предотвращают попадание газов в картер двигателя из камеры сгорания и отводят тепло к стенкам цилиндра от головки поршня. По форме они бывают коническими, бочкообразными и трапециевидными.

Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружная поверхность подвергается напылению молибдена или пористому хромированию. Благодаря такой подготовке первое кольцо становится более износостойким и лучше удерживает моторное масло. Другие уплотняющие кольца покрываются слоем олова для улучшения приработки к цилиндрам.

Маслосъемное кольцо служит для удаления излишков масла со стенок цилиндра, тем самым предотвращая их попадание в камеру сгорания. Через специальные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего, а затем направляется в картер.

Направляющая часть (юбка) поршня может быть конусообразной или бочкообразной. Такая конструкция позволяет компенсировать расширение при воздействии высоких температур. На юбке находится отверстие с двумя бобышками, где крепится поршневой палец трубчатой формы, соединяющий поршень с шатуном.

Палец поршня может устанавливаться следующим образом:

Свободный ход в бобышках поршня и головке шатуна (плавающие пальцы)

Вращение в бобышках поршня и фиксация в головке шатуна

Вращение в головке шатуна и фиксация в бобышках поршня

Шатун соединяет поршень с коленвалом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, а нижняя вращается совместно с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. При работе шатун подвергается растяжению, изгибу и сжатию, поэтому его производят жестким и прочным, а, чтобы уменьшить инерционные силы – легким.

Конструкция цилиндра

В первых двигателях внутреннего сгорания каждый цилиндр находился внутри отдельного корпуса. Такая конструкция сохранилась и в наши дни и используется, к примеру, при создании мотоциклетных двигателей. В этом случае она не утратила актуальности, потому что для охлаждения открытых со всех сторон двигателей мотоциклов применяется воздух. В автомобильных двигателях все цилиндры объединены в единый прочный корпус, который называется блоком цилиндров.

Для того, чтобы цилиндр двигателя мог выдерживать высоки нагрузки он выполняется из прочного материала — чугуна или специальной стали с различными присадками. Ради снижения веса современные блоки часто делают из алюминия. В этом случае внутренняя часть цилиндра выполняется в виде прочной стальной гильзы, запрессованной в блок.

Внутренняя поверхность цилиндра, непосредственно контактирующая с движущимся поршнем, выполняется из металла со специальными добавками для повышения прочности.

Внешняя часть цилиндра, составляющая единое целое с корпусом блока, называется рубашкой. Внутри рубашки по каналам циркулирует охлаждающая жидкость.

Чтобы облегчить поршню скольжение внутри цилиндра, разработчики BMW предложили покрывать стенки цилиндров Никасилом — специальным сплавом, позволяющим обходиться без гильз в алюминиевом блоке

В двухтактных двигателях цилиндры имеют несколько иную конструкцию и отличаются от цилиндров четырехтактных двигателей наличием окон – впускных и продувочных. Помимо этого в нижней части цилиндра двухтактного двигателя имеется пластина для создания нижнего рабочего пространства под поршнем.

Из чего изготавливают цилиндры и поршни?

Материалы, используемые при производстве деталей ЦПГ, должны обладать высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, малой плотностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

Цилиндры изготавливают из чугуна или стали с различными присадками. Это нужно для того, чтобы детали могли выдержать высокие нагрузки. Сегодня блоки цилиндров чаще всего производят из алюминия, а внутренние части цилиндров – из стали, благодаря чему вес конструкции снижается.

Поршни внутри цилиндра двигаются с высокой скоростью и подвержены воздействию высоких давлений и температур. Изначально для производства этих деталей использовался чугун, но с развитием технологий основным материалом для поршней стал алюминий. Это позволило обеспечить меньшую нагрузку на поршни, лучшую теплоотдачу и рост мощности ДВС.

Охлаждение ЦПГ

При работе двигателя выделяется огромное количество тепла. Например, температура сгоревших газов может достигать +2000 °C. Именно поэтому цилиндро-поршневая группа нуждается в эффективном охлаждении.

В современных двигателях система охлаждения может быть жидкостной или воздушной. В первом случае цилиндры ДВС покрыты снаружи большим количеством специальных ребер, которые охлаждаются искусственно созданным или встречным потоком воздуха.

Жидкостное охлаждение подразумевает охлаждение цилиндров при помощи охлаждающей жидкости, которая циркулирует в толще блока снаружи цилиндров. Нагретые элементы отдают часть тепла ОЖ, которая затем попадает в радиатор, охлаждается и заново поступает к цилиндрам.

Системы охлаждения цилиндров

Для отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя предусмотрена система охлаждения, которая может быть либо воздушной, либо жидкостной.

Воздушное охлаждение

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или созданным искусственно посредством воздухозаборников потоком воздуха, отводящим тепло от цилиндра.

Причудливый рисунок на внутренней поверхности цилиндра называется хоном, потому что для его нанесения используется хонинговальный станок

Жидкостное охлаждение

При жидкостном (чаще называемом водяным) охлаждении цилиндры снаружи омываются циркулирующей в толще блока охлаждающей жидкостью. Нагретые цилиндры отдают часть тепла жидкости, которая в дальнейшем попадает в радиатор, охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Система смазки цилиндров

Если внутри цилиндра отсутствует смазочный материал, поршень будет заклинивать, что со временем приведет к поломке двигателя. Для удержания моторного масла на внутренних поверхностях цилиндров на них наносят микросетку при помощи хонингования.

Благодаря этому на стенках всегда находится некоторое количество масла, что снижает трение между поршнем и цилиндром, а также способствует отведению излишков тепла внутри ЦПГ.

Неисправности при эксплуатации

Даже, если эксплуатация автомобиля была правильной и все жидкости менялись вовремя, со временем все равно могут возникнуть проблемы с цилиндро-поршневой группой. Их основная причина заключается в сложных условиях работы ЦПГ.

Высокие нагрузки и температуры приводят к:

Деформации посадочных мест под гильзу

Разрушению, залеганию, закоксовыванию колец

Задирам на юбках поршней из-за сужения зазора между поршнем и цилиндром

Возникновению пробоин, трещин, сколов на рабочих поверхностях цилиндров

Оплавлению или прогару днища поршней

Различным деформациям на теле поршней

Эти и другие неисправности ЦПГ неизбежно возникают при перегреве ДВС, который может быть вызван неисправностью термостата, помпы или разгерметизацией системы охлаждения, сбоями в работе вентилятора охлаждения радиатора, самого радиатора или его датчика.

Определить проблемы в работе цилиндро-поршневой группы можно отметив увеличение расхода масла, ухудшение запуска двигателя, снижение мощности, возникновение стука и шума при работе ДВС. Подобные моменты не следует игнорировать, так как неисправности в ЦПГ неизбежно приведут к дорогостоящему ремонту.

Точно определить состояние поршней и цилиндров позволяет разборка ЦПГ, а также осмотр других систем автомобиля, например, воздушного фильтра. Помимо этого, в ходе диагностики производится замер компрессии в цилиндрах, берутся пробы масла из картера и т.п.

Ресурс ЦПГ зависит от типа двигателя, его режима эксплуатации, сервисного обслуживания и других параметров. В среднем для отечественных автомобилей он составляет около 200 тыс. км, для иномарок – до 500 тыс. км. Существуют так называемые «двигатели-миллионники», ресурс которых может превышать 1 млн. км пробега.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает в себя замену компрессионных и маслосъемных колец, восстановление и расточку цилиндров, установку новых шатунов и поршней.

Износ цилиндров определяется при помощи специального прибора – индикаторного нутрометра. Сколы и трещины на стенках заваривают или заделывают эпоксидными пастами.

Новые поршни подбираются по массе и диаметру к гильзам, а поршневые пальцы – к втулкам верхних головок шатунов и поршням. Шатуны предварительно проверяют на предмет повреждений и при необходимости восстанавливают или заменяют.

Источник

Принцип работы дизельного мотора

Рабочий цикл дизеля отличается от атмосферного по способу смесеобразования и воспламенения. Вместо готовой смеси в камеру сгорания подается воздух. За счет сжатия температура в ЦПГ дизельного двигателя увеличивается. Затем происходит подача топлива через форсунки.

Из-за высокой температуры и давление в цилиндрах дизельного агрегата дизтопливо самовоспламеняется — происходит рабочий ход. Рабочий ход заканчивается выхлопом отработанных газов.

Начало нумерация

Единого стандарта для определения нумерация цилиндров не существует. Поэтому как считаются цилиндры в двигателе нужно смотреть в технической инструкции к транспортному средству.

На нумерацию цилиндров в двигателе влияют следующие факторы:

Для тех, кто задумал провести обслуживание необходимо знать, как проверить цилиндры двигателя. Где первый цилиндр двигателя можно определить по нескольким факторам:

Сколько цилиндров в двигателе, метод установки зависит от завода изготовителя. Некоторые производители используют вариант обратной нумерации, при котором счет начинается со стороны салона. В автопроизводителей французских марок подсчет начинается от коробки передач или в зависимости от стороны крутящего момента.

Цилиндр и поршень: что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Смотрите также

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Нестандартные покрытия цилиндра

Разработчики применяют новейшие технологии и материалы для упрочнения зеркала цилиндра и его износостойкости.

Самый большой объем автомобильного двигателя – 117 литров. Такой огромный объем реализован в двигателе карьерного самосвала с 24 цилиндрами

Так внедрение кристаллов кремния в зеркало цилиндра многократно подняло ресурс двигателя, но одновременно и повысило требования к качеству масла и соблюдению температурного режима. Первые двигатели, созданные с применением этой технологии, были непригодными для ремонта и слишком дорогими. Дальнейшие разработки в этой области позволили несколько улучшить ситуацию в плане ремонтопригодности. Вместо того чтобы покрывать специальным составом поверхность цилиндров, выточенных в толще металла, в блок начали устанавливать подлежащие замене гильзы с напылением кремния.

В статье подробно рассмотрены ключевые детали автомобильного двигателя – поршень и цилиндр. Уделено внимание их конструкции, функциям, условиям работы, возможным проблемам при эксплуатации и путям их решения.

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

• Головку (днище)
• Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
• Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Как устроен ДВС в автомобиле. «Просто и понятно».

Здравствуй, мой многоуважаемый читатель!

Как ты наверное понял, сейчас пойдёт речь об устройстве двигателя в автомобиле, но перед этим я хотел бы сказать, что я запускаю целый цикл статей, который включает в себя разбор всех устройств находящихся в автомобиле. Если интересно, то переходи на мой канал и узнай, как полностью устроен автомобиль.

Итак, начнём с простого. Двигатель внутреннего сгорания или же кратко ДВС

— это самый распространённый тип двигателя, использующийся в автомобилях и не только.

Основные механизмы двигателя,

которые характеризуют его производительность:

•
Цилиндр
– это самая важная часть силового агрегата, в автомобиле их как правило 4 и более.

• Свеча зажигания

— генерирует искру, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь. Благодаря этому и происходит процесс сгорания топлива. На один цилиндр приходятся по одной свече.

• Клапаны впуска и выпуска

— клапан впуска открывается, когда нужно впустить топливо, а клапан выпуска открывается тогда, когда нужно выпустить отработанные газы.

Оба клапана крепко закрыты, когда в двигателе происходят такты сжатия и сгорания. Это обеспечивает необходимую полную герметичность.

— представляет собой металлическую деталь, которая имеет форму цилиндра. В двигателе выполняет движение вверх-вниз.

•
Поршневые кольца
— служат уплотнителями внешней кромки поршня и внутренней поверхности цилиндра. Также они имеют две цели:

— не дают попадать горючей смеси в картер ДВС из камеры сгорания в моменты сжатия и рабочего такта.

— не дают попасть маслу из картера в камеру сгорания, ведь там оно может воспламениться. Если автомобиль начинает сжигать масло, это говорит о том, что нужно менять поршневые кольца, которые уже не обеспечивают должного уплотнения.

•
Шатун
— служит соединительным элементом между поршнем и коленчатым валом.

• Коленчатый вал

— преобразует поступательные движения поршней во вращательные

• Распределительный вал

— основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ) , служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания:

Существует 4 такта работы ДВС:

— это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.

1 такт — впуск.

Открывается впускной клапан, топливо заполняет цилиндр, тем самым поршень сдвигается с верхней мёртвой точки вниз.

2 такт — сжатие.

Цилиндр начинает подниматься вверх, тем самым сжимая топливо, находящиеся в цилиндре до размеров камеры сгорания.

3 такт — рабочий ход.

После того, как топливо во втором такте сжалось до размеров камеры сгорания, свеча зажигания поджигает топливную смесь, тем самым заводя двигатель. Данный такт является самым ключевым, т.к. благодаря ему автомобиль начинает работать.

4 такт — выпуск.

После третьего такта, в цилиндре вырабатываются газы, тем самым опуская поршень до нижней мёртвой точки. В данном такте открывается выпускной клапан и газы выходят наружу.

Ну ну этом пожалуй всё. Как ты понял, устройство двигателя не такое сложное, как кажется, и я рад, что теперь ты разбираешься в этом. Спасибо за прочтение!

P.S. Ставь лайк, если тебе понравилась моя статья. Пиши комментарий о том, хотел бы ещё увидеть статьи на подобные темы.

И не забудь подписаться на мой канал, что бы не пропустить новый интересный пост.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

• На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
• Посадочные места под гильзу деформируются
• Днища поршней оплавляются и прогорают
• Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
• На теле поршней возникают различные повреждения
• Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
• Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Принцип работы двигателя

Определения

Верхняя мертвая точка

– крайнее верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка

– крайнее нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня

– расстояние, которое поршень проходит от одной мертвой точки до другой.

Камера сгорания

– пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в верхней мертвой точке.

Рабочий объем цилиндра

– пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

Рабочий объем двигателя

– сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Выражается в литрах, поэтому часто называется литражом двигателя.

Полный объем цилиндра

– сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия

– показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

Компрессия

– давление в цилиндре в конце такта сжатия.

Такт

– процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня.

1-ый такт — впуск

2-ой такт — сжатие

3-ий такт — рабочий ход

4-ый — выпуск

принцип работы двигателя

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:

• Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем
• Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
• Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного запуска
• Регулярно проводить диагностику автомобиля
• Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы

Цилиндры и блок-картеры автомобильных двигателей

Цилиндр представляет собой одну из главных деталей порш­невого двигателя. Внутренняя полость цилиндра составляет осно­ву рабочей полости, в которой осуществляются все тепловые про­цессы, связанные с преобразованием тепловой энергии топлива в механическую работу.

Стенки внутренней полости цилиндра служат также направляю­щими для поршня при его перемещениях между крайними поло­жениями. Поэтому длина образующих цилиндра предопределяется величиной хода поршня.

Цилиндр работает в условиях переменных давлений в надпорш-невой полости. Внутренние стенки его соприкасаются с пламенем и горячими газами, раскаленными до температуры 1500—2500°С. К тому же средняя скорость скольжения поршневого комплекта по стенкам цилиндра в автомобильных двигателях достигает 12— 15 м/сек при недостаточной смазке. Поэтому материал, употребляе­мый для изготовления цилиндров, должен обладать большой меха­нической прочностью, а сама конструкция стенок повышенной жесткостью. Стенки цилиндров должны хорошо противостоять истиранию при ограниченной смазке и обладать общей высокой стойкостью против других возможных видов износа (абразивного, коррозионного и некоторых разновидностей эрозии), уменьшающих срок службы цилиндров (Износ цилиндров автомобильных двигателей является следствием комплексного воздействия на стенки многочисленных физических и химиче­ских быстротекущих процессов, которые по характеру проявления разделяют­ся на три основных вида износа: эрозивный, возникающий вследствие меха­нического истирания, схватывания и других разрушающих процессов при непосредственном контакте металлических трущихся поверхностей; корро­зионный, возникающий при всякого рода окислительных процессах на поверх­ностях трения; абразивный, вызывающий разрушение поверхностей трения при наличии между ними твердых или, как говорят, абразивных частичек, в том числе и продуктов износа). Материалы, применяемые для изготовле­ния цилиндров, должны обладать хорошими литейными свой­ствами и легко обрабатываться на станках.

В соответствии с этими требованиями в качестве основного материала для цилиндров применяют перлитный серый чугун с не­большими добавками легирующих элементов (никель, хром и др.). Применяют также высоколегированный чугун, сталь и алюминие­вые сплавы.

Цилиндры из алюминиевых сплавов с внутренней стороны покрывают слоем пористого хрома толщиной 0,1—0,15 мм. Слой пористого хрома, имеющий канальчатую поверхность, хорошо удерживает смазку и обладает повышенной износостойкостью. Такой метод изготовления легких износостойких цилиндров используется иногда для мотоциклетных и автомобильных двигателей малого литража.

При использовании более дорогих материалов цилиндры чаще всего делают комбинированными, т. е. состоящими из двух метал­лов. Для внутренних стенок, образующих рабочую поверхность цилиндра, в этих случаях применяют наиболее износостойкие мате­риалы. Например, сталь или высоколегированный аустенитный чугун, содержащий 14—15% никеля, 6—7% меди и 2—4% хрома. Аустенитный никельмедистохромистый чугун-нирезист отличается от перлитного чугуна высокой коррозионной стойкостью, хорошей сопротивляемостью истиранию при ограниченной смазке и другими положительными свойствами.

Чтобы уменьшить потери на трение и обеспечить необходимое уплотнение надпоршневой полости, внутренние стенки цилиндров тщательно обрабатывают. По возможности им придают строго цилиндрическую форму, а рабочую поверхность доводят до высо­кой степени чистоты. Внутреннюю поверхность стенок называют зеркалом цилиндра.

Высокая температура газов в надпоршневой полости цилиндра и сравнительно большое количество тепла, выделяющегося при трении поршня и поршневых колец о зеркало цилиндра, вызывают интенсивный нагрев стенок, вследствие чего возникает необходи­мость в постоянном отводе от них тепла. Практически это достигает­ся непрерывным охлаждением стенок цилиндров жидкостью или воздухом. Даже кратковременное прекращение такого охлаждения связано с аварией цилиндра и выходом из строя двигателя. Быстро наступающий перегрев неохлаждаемых стенок приводит к «схваты­ванию» трущихся поверхностей или к заклиниванию поршня в ци­линдре, возможному обрыву шатуна и другим большим разруши­тельным последствиям.

Температура стенок цилиндров на прогретом двигателе под­держивается в пределах 100—150°С. Более высокую температуру имеют при этом стенки верхней зоны цилиндров, омываемые наибо­лее горячими газами. В двигателях с воздушным охлаждением отдельные участки верхней зоны цилиндров нагреваются до 170— 180°С, а средняя температура их стенок всегда бывает выше, чем при жидкостном охлаждении.

Повышенный нагрев стенок приводит к излишнему подогреву поступающего в цилиндры свежего заряда и уменьшению его весо­вого содержания. Двигатели развивают при этом заметно меньшую мощность. Однако нельзя и переохлаждать цилиндры. При темпера­туре ниже 100°С на стенках возможна конденсация паров воды. А так как в продуктах сгорания наряду с парами воды и другими химическими соединениями содержится некоторое количество сер­нистого газа, то создаются благоприятные условия для образования серной кислоты, коррозирующей стенки цилиндров, вследствие чего износ их резко возрастает.

В зависимости от способа охлаждения конструкция цилиндров и всего двигателя приобретает свои характерные особенности.

Цилиндры двигателей воздушного охлаждения отливают инди­видуально, а для увеличения теплоотвода наружная поверхность их оребряется (рисунок). Следовательно, при воздушном охлаждении цилиндр, строго говоря, состоит из двух конструктивных элементов: гильзы или, как ее называют иногда, втулки и оребрения. Размер ребер и межреберных промежутков выбирают из условий, чтобы оребрение оказывало возможно меньшее сопротивление потоку охлаждающего воздуха и в то же время было достаточно развитым и обеспечивало нужную интенсивность теплоотвода. В существую­щих конструкциях площадь поверхности оребрения цилиндра примерно в 10 раз превышает площадь его зеркала в зоне оребрения.

 

 

 

Оребряемой поверхности гильзы, как показано на рисунке а и б, придают цилиндрическую или коническо-цилиндрическую форму. Чаще применяются гильзы с цилиндрической средней частью и с конической формой ее периферийных зон (см. рисунок б). Это способст­вует выравниванию температуры как по окружности, так и по высоте цилиндра, в частности уменьшает перепад температур в зоне пере­хода от оребренной части цилиндра к неоребренной. Утолщение стенок гильзы в верхней и нижней ее зонах повышает также общую жесткость цилиндра, а уменьшение толщины стенок гильзы в сред­ней части увеличивает сечение воздушных каналов, что способ­ствует лучшему теплоотводу.

В двигателях с воздушным охлаждением применяют как цельно­металлические, так и комбинированные цилиндры. Цельнометалли­ческие цилиндры изготовляют из чугуна, реже их делают сталь­ными, а в малых двигателях применяют также алюминиевые сплавы с хромированной поверхностью зеркала. Ребра отливают вместе с гильзой или нарезают на станках. Чаще используют первый, наиболее простой и экономически выгодный метод. Комбинирован­ные цилиндры представляют собой чугунную или стальную основу с ребрами из алюминиевых сплавов, получаемых методом литья (см. рисунок г), или же алюминиевую оребрснпую основу с запрессо­ванной в нее, например, чугунной гильзой (рисунок е). В таких цилиндрах высокая износостойкость сочетается с хорошим теплоот-водом, так как теплопроводность алюминиевых сплавов в 3—4 раза выше теплопроводности чугуна. Более высокими качествами обла­дают биметаллические цилиндры, получаемые методом заливки ребер, обеспечивающим монолитность их соединения с основой цилиндра.

Многоцилиндровые двигатели с воздушным охлаждением снаб­жают общим для всех цилиндров картером. Примером здесь может служить двигатель автомобиля «Запорожец».

Цилиндры двигателей с жидкостным охлаждением в отличие от рассмотренных оребрениых изготовляют с двойными стенками, что значительно усложняет их конструкцию. Внутренние стенки образуют у них гильзу цилиндра, а внешние более тон­кие— его рубашку. Стенки рубашки охватывают гильзовую часть цилиндра так, что между ними образуется полость, используе­мая для циркуляции охлаждающей жидкости.

Из соображений облегчения ремонта и увеличения срока службы цилиндров с жидкостным охлаждением их в большинстве случаев изготовляют комбинированными, с короткими вставками или со вегавками па всю длину зеркала цилиндра и с легкосъемными гиль­зами.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

---

Newer news items:

Older news items:

---

Почему троит двигатель? Не работает один из цилиндров

«Не работает один из цилиндров…» , — данная неисправность не относится к разряду слишком уж частых, но все-таки случается и иногда вызывает некоторые затруднения с ее диагностикой. Данное явление получило название «миссинг» ( «missing» ), что в «вольно-техническом» переводе может означать тоже самое, что и «двигатель троит» ( каждый волен называть данное явление так, как ему нравится).

В случае миссинга (если стоять около выхлопной трубы и прислушаться), мы услышим явно различимое и равномерное «бу-бу-бу…» .

А когда какой-то из цилиндров не работает – это вызывает дополнительные проблемы, потому что в этом случае ( кроме потери мощности и «некомфортной езды»…хотя надо еще, наверное , поискать такого безрассудного водителя, который при «троении» двигателя будет продолжать упорно ездить! ) сам двигатель начинает катастрофически быстро изнашиваться, и вот почему :

* бензин, который продолжает поступать в «нерабочий» цилиндр не сгорает, а оседает на стенках (зеркале) цилиндра, перемешивается с маслом и попадает в картер.Моторное масло начинает постепепенно «разжижаться», его качество ухудшается и через какое-то время уже во все цилиндры начинает поступать некондиционное масло. Из-за этого уменьшается компрессия двигателя, создаются «хорошие» условия для создания «задиров» на «зеркале» цилиндра, на поршнях, прецезионных плоскостях гидрокомпенсаторов и вообще на всем, что «движется» внутри двигателя и омывается маслом. Двигатель начинает работать уже в другом температурном режиме, начинает потихоньку перегреваться, потому что масло (нормальное по качеству масло) служит еще и для отвода тепла от движущихся частей, а то, что уже находится в картере трудно назвать «моторным маслом».

Вот неполный перечень того, какие «беды» нам может принести «нерабочий» цилиндр.

На первый взгляд определение этой неисправности довольно простое.

На первый взгляд…

Но иногда оказывается, что проверено, вроде все, и это «все» работает нормально, а двигатель все-равно «троит». Поэтому мы «по пунктам» постараемся разобрать порядок диагностирования систем электронного впрыска топлива на предмет «миссинга» в условиях «обыкновенной мастерской» или «просто в гараже» , где нет специальных приборов для того, что бы «заглянуть внутрь» двигателя при его работе и очень точно определить причину «миссинга».

Проверку, как обычно, можно и нужно начать с проверки искрообразования.То есть проверить и убедиться : «есть искра или нет ее».

Свечи зажигания

Для начала выкрутим свечу из цилиндра и внимательно осмотрим ее. Что мы увидим ?

Если двигатель работает (работал) нормально и «правильно», то цвет бокового электрода и изолятора будут светлыми и немного коричневыми.Такая свеча работать должна. Если же увидим закопченность электрода и изолятора – это «звоночек» нам : «что-то и где-то работает неправильно». Идет «обогащение» топливом или «закидывание» маслом. И из-за такой вот «закопченности» свеча зажигания тоже может не работать или работать крайне отвратительно, можно даже и так сказать – «нерегулярно», потому что такой нагар мешает нормальному протеканию искрообразования.Причинами нагара могут быть :

— длительная работа двигателя на холостом ходу и в режиме прогрева в случае, если в двигатель вкручена свеча зажигания «неправильного» калильного числа.

— неисправность «обратного» клапана

— пониженная компрессия в цилиндре

— смещение или нарушение фаз газораспределения

— неправильная работа инжекторов (форсунок) — «переливают»

— неправильная работа датчика кислорода ( Oxygen Sensor )

Далее переведем взгляд на корпус свечи зажигания. Он должен быть белым (мы не рассматриваем некоторые отдельные свечи зажигания с темным корпусом) и на нем не должно быть вертикальных черных полосок или черных точек. Наличие этого говорит о том, что свеча уже «пробивается» и нормально работать не будет. Такая свеча зажигания идет только «на выкид».

Ну а если визуальный осмотр нас удовлетворил, то далее проверим непосредственно саму искру при прокручивании стартером. Вставляем свечу зажигания в наконечник высоковольтного провода, кладем на «массу» двигателя и прокручивая двигатель стартером смотрим – «проскакивает» искра между электродами свечи или нет.

Проскакивает ? Хорошо. Но это еще не все. Вспомним, что свеча зажигания «работает» внутри цилиндра, где создается давление в пределах 10 кг\см2 ( в среднем). А мы проверяли «наличие искры» при нормальном атмосферном давлении. И что бы постараться приблизиться к тому давлению, что создается в цилиндрах двигателя нам надо отнести свечу зажигания на расстояние 15-20 мм от «массы» и так же прокрутить двигатель стартером. Если и при этом условии между свечой и «массой» проскакивает хорошая «здоровая» искра «насыщенного» синего цвета – все нормально.

Если же на таком расстоянии искра «не проскакивает» или «проскакивает», но еле-еле заметная, то можно сказать, что у нас на двигателе «искра слабая» и причинами здесь могут быть :

— повышенное сопротивление высоковольтных проводов

— неисправность катушки зажигания

— неисправность коммутатора

Высоковольтные провода

Снимем и так же внимательно рассмотрим каждый высоковольтный провод в отдельности. Сначала осмотрим наконечник провода вставляемый в свечу зажигания. Он должен быть однотонного (черного или красного, в зависимости от типа ) и не иметь:

— светло – серого налета на внутренней поверхности

— серо-коричневых точек снаружи (диаметром они могут быть от 1 до3 мм)

И первое и второе «говорит» нам о том, что данный высоковольтный провод «работал» в «экстремальном» режиме (неисправная свеча зажигания, увеличенный зазор в свече зажигания), что и послужило причиной вот такого светло-серого налета или серо-коричневых точек (пробоя). Из практики можно сказать, что сначала появляется светло-серый налет и уже только по нему «опытный взгляд» можно сразу же определить, что свеча работает в «нештатном» режиме. И если вовремя не обратить внимание на это изменение цвета внутри наконечника высоковольтного провода – далее высоковольтный провод просто «пробьет». Сопротивление высоковольтного провода – лучше всего его измерять цифровым мультиметром. Значения могут быть разными на каждом конкретном двигателе.

Для примера :

— «Mitsubishi» с двигателем 4G63 – от 5 до 9 Ком. С двигателем 6G73 – от 8 до 16 Ком.

— «Toyota» с двигателем 3S-FE – от 7 до 12 Ком, с двигателем 1G-FE – от 8 до 15 Ком

Сопротивление высоковольтных проводов зависит (естественно) от их длины, но не должно превышать (практически на любом двигателе) величины 20 Ком. Если же прибор показал нам сопротивление свыше 20 Ком – надо искать причину. Что может случиться с высоковольтным проводом ?

Для начала, конечно, его надо разобрать, то есть снять резиновый ( пластмассовый) наконечник и оголить тот самый металический наконечник, непосредственно одеваемый на свечу зажигания.

На приведенном выше рисунке все «детали» наконечника приведены немного с увеличенными расстояниями – что бы было немного понятнее. На самом же деле высоковольтный провод должен очень плотно прилегать к «пятаку» наконечника. Это и есть возможная причина №1 повышенного сопротивления высоковольтного провода. Из-за обыкновенного «старения» контакт внутренней жилы ВВ-провода с «упорным пятаком» окисляется и сопротивление провода в целом возрастает очень сильно, бывает, что и до 150-190 Ком.

Проверить данное утверждение просто : надо коснуться вторым щупом мультиметра не самого наконечника, а именно центральной жилы самого высоковольтного провода. В большинстве случаев мультиметр сразу же показывает нормальное и «правильное» сопротивление.

Если же этого не произошло и сопротивление высоковольтного провода у нас -«бесконечность», то далее надо осторожно проделать следующую процедуру : не знаю, как у кого, но у нас имеется комплект «плюсового» щупа с очень тонкой иголкой на конце. При проведении обыкновенных измерений мы им не пользуемся, а используем именно для таких случаев : начинаем прокалывать высоковольтный провод до центральной жилы через каждые пять-десять миллиметров и смотреть – появилось сопротивление или нет. Бывает такое, что эта самая «центральная жила» просто-напросто по своей длине «выгорает» и при помощи такой вот простой проверки мы и находим место обрыва. Далее все просто – отрезаем «пораженный» участок и восстанавливаем работоспособность нашего высоковльтного провода в целом. Однако, если длина провода у нас «на пределе» ( такое часто встречается на двигателях серии «3S-Fe», «4A-FE» и им подобных) — приходится сожалеть и менять провод целиком. Если же заменить ВВ-провод нечем, то можно временно поступить таким образом : срастить два ВВ-провода. Только надо очень тщательно соединять между собой центральные жилочки ВВ-проводов, все хорошо в завершении изолировать и стараться не бросать такой «новый» провод на металл при его установке.

Крышка распределителя зажигания

Так же внимательно и тщательно рассматриваем ее как снаружи, так и внутри.

Общая «болезнь» — «пробой» крышки распределителя вследствии повышенного напряжения создаваемого неисправной свечой зажигания или высоковольтного провода. Если он есть – мы увидим его в виде тонкой и извилистой полоски темного или сероватого цвета, обычно в «районе» контактов.

Обращаем внимание на так называемый «уголек» внутри крышки : сам он должен легко «ходить» в своем гнезде ( он подпружинен и можно для профилактики его вытащить и немного растянуть пружинку), и не иметь явно выраженных признаков «подгорания» — как на нем, так и около его посадочного места.

И последнее, что можно сделать для проверки крышки распределителя зажигания – на «рабочем», то есть заведенном двигателе проводом, который одним концом хорошо прикручен к «массе» поводить вблизи крышки распределителя на расстоянии не более 0.5мм – 1мм. В случае «пробоя» крышки мы увидим проскакивающую искру в месте этого «пробоя».

Распределитель с датчиками Холла

Посмотрим на рисунок :

 

 

 

На этом рисунке приведен разъем распределителя зажигания двигателя 6G73 «Mitsubishi».

Расположение: контакт №1 – тот, который находится ближе к салону, контакт №4 – ближе к радиатору. Цвета проводов :

1. Сине-красный

2. Сине-желтый

3. Красный (самый «толстый» из остальных)

4. Черный

Перебои в искрообразовании могут быть из-за «недобросовестной» работы данного распределителя. Углублять в эти причины не будем, потому что это отдельная тема, расскажем только, как правильно проверить работоспособность распределителей зажигания подобного типа.

1. При выключенном зажигании проверяем наличие «массы» ( или «минуса») на контакте №4. Обычно это тонкий провод черного цвета.

2. Включаем зажигание. Проверяем наличие +12v на контакте №3. Обращаем внимание, что на этом контакте должно быть напряжение АКБ, не менее и не более.

3. «Садимся» выводом («плюсовым») мультиметра на контакт №2 и при включенном зажигании начинаем медленно проворачивать двигатель, но не стартером, а «вручную» ( или за шкив генератора, или за шкив коленвала). Смотрим на шкалу прибора : при медленном проворачивании двигателя там будут чередоваться «0» и «+5вольт». Следует обратить внимание, что бы после, например, 5 вольт на шкале прибора следовал сразу же «0», а не было бы постепенного снижения напряжения.

4. На контакте №1 повторяем процедуру проверки, описанную в пункте №3.

Самое главное здесь – выяснить, что сигналы с датчиков Холла идут «правильные», то есть всегда за «логическим 0» идет «логическая 1», то есть наши 0 и 5 вольт.

После этого проверим надежность соединений как «плюсового», так и «минусового» проводов.Бывает, что из-за окисления данных контактов в «работе по созданию искрообразования» наступают перерывы.

«Бегунок» распределителя зажигания

Проверка его сводится к определению отсуствия «внутреннего пробоя» :

Для этого соберем «серьезную конструкцию», как показано на рисунке и, прокручивая двигатель стартером будем внимательно наблюдать – «проскакивает» искра между «проводом» и самим «бегунком» или нет. Если «проскакивает» — двигатель, естественно, будет работать неровно (спотыкаться) и иметь перебои на холостом ходу.

Форсунка ( инжектор)

Двигатель может «троить» из-за инжектора в случаях:

1. Неисправности самого инжектора (перегорела обмотка,например, но такое встречается довольно редко — надо «сильно постараться»).

2. Вследствии использования некачественного топлива или неправильного применения различного вида «очистителей топливной системы», особенно «СУПЕР-ОЧИСТИТЕЛЕЙ» инжектор через какое-то время просто-напросто «забивается» посторонними примесями (теми же самыми «ошметками» из топливного бака) и перестает пропускать топливо в цилиндры.

3. Оборваны или замыкают цепи питания или управления на данный инжектор.

На рисунке выше приведены две распространенные схемы соединения форсунок с блоком управления (ECU), которые применяются практически на всех машинах японского производства.

Только надо отметить, что схема с применением токоограничительного резистора использовалась на машинах выпуска до 1990 года ( «Toyota», например). Внешний вид форсунки представлен на следующем рисунке :

Что и как проверяется :

Поступающее «питание» и «управление» на форсунку

Собрав вышеприведенную схемку мы можем довольно легко и быстро проверить как и наличие «питания» на форсунке, так и поступление сигналов «управления» на форсунку.При прокручивании двигателя стартером лампочка должна мигать. Если здесь все нормально, переходим на следующий пункт :

— Медицинским стетоскопом на работающем двигателе «прослушать» каждую форсунку, обратить внимание на различие ( если они есть) звуков между форсунками. Если звуки (щелчки), издаваемые форсунками есть и практически одинаковые на всех, то смотрим следующий пункт :

— Выкрутить свечу зажигания на неработающем цилиндре и две соседних свечи, разложить на столе , внимательно осмотреть и попытаться найти различия между цветом нагара на свечах зажигания в работающих цилиндрах и на свече зажигания в неработающем цилиндре.Если будет заметно, что на свече зажигания в неработающем цилиндре цвет нагара светлее, чем на соседних (работающих) – надо снимать форсунку и проверять, в первую очередь фильтр на ее входе (см. рисунок вверху). Вполне вероятно, что он забит различного рода отложениями.

Есть еще и более длительная, но и более точная проверка работоспособности форсунок. Для этого надо полностью снять топливную рейку (рампу) и развернуть ее на 180 градусов таким образом, что бы распылители форсунок «смотрели» или вверх или в сторону.

Перепутаны высоковольтные провода

Бывает и такое, действительно, когда из-за этого не работает какой-то из цилиндров (или сразу же несколько), и вместо того, что бы сразу же обратить на это внимание и досконально все проверить, мастер ограничивается вопросом : «Провода не трогали?» и получив отрицательный ответ успокаивается на этом.

Довольно часто такая вот «беда» случается на «Mitsubishi» с двигателями 4G63 и 6G73, потому что на катушках зажигания хоть и есть «цифирки», обозначающие номер цилиндра на который «работает» данная катушка зажигания, но не все, во-первых об этом знают, а во-вторых, они иногда просто плохо читаются из-за грязи. Ниже приведены рисунки, на которых обозначены «какая катушка зажигания на какой цилиндр работает» :

На всех остальных машинах номера цилиндров написаны (выдавлены) на распределителе зажигания, надо только хорошенько очистить крышки от грязи и все сразу станет видно. И проблем станет меньше.

«Нарушение фаз газораспределения»

Как мы знаем, для нормальной и «правильной» работы двигателя впускные и выпускные клапана должны открываться и закрываться в определенный момент.

Если же этого не происходит,то ТВС (топливо-воздушная смесь) попадает в цилиндры двигателя в нерассчетном составе (неправильного количества и качества).

Какие причины могут «способствовать» этому :

— Ремень газораспределения неправильно установлен изначально или «перескочил» вследствии попадания моторного масла на поверхность ремня из-за выработки сальника или постепенного «выдавливания» сальника со своего «посадочного места» (повышенное давление картерных газов — характерно для сильно изношенных двигателей), …из-за выработки или «старения»гидравлического натяжителя (характерно для Mitsubishi)

— Шкив коленчатого вала «разболтался» из-за выработки в шпон-пазу,что вызывается неправильной установкой шкива при его непрофессиональной замене в случае переустановки, например, нового ремня газораспределения

— «выработка» распределительного вала ( характерно для двигателя 1G-E выпуска до 1990 года, вследствии чего один из цилиндров перестает работать на ХХ, причиной чему может являться некачественное моторное масло или естественный процесс «старения)

— «выработка» «постели» распределительного вала (часто встречается на «пожилых» моделях двигателей серии 1G-E, причиной чему так же может являться некачественное моторное масло или естественный процесс «старения»)

— износ гидрокомпенсаторов ( в случае поверхностного износа «тела» гидрокомпенсатора — это «лечится» только заменой, но если при визуальном осмотре износа не обнаружено, то имеет смысл полностью разобрать гидрокомпенсатор, все тщательно промыть, прочистить…).

— износ регулировочной шайбы «гидростаканов» ( если износ относительно небольшой, то «лечить» можно при помощи тщательной и внимательной «перемены мест слагаемых» — перестановкой регулировочных шайб с одного места на другое)

— прогорание прокладки головки блока цилиндров вследствии нарушения теплового режима работы двигателя ( спортивная и «безбашенная» гонка по каким-то причинам, отсутствие или пониженный уровень охлаждающей жидкости, неисправность редукционного клапана как в радиаторе, так и в расширительном бачке, неисправность водяной помпы, термостата…).

Причин еще можно назвать множество, выбраны только самые «яркие».

Рассогласование опорного сигнала датчика коленвала

Встречается на двигателе Mitsubishi серии 6G-73 и ему подобных. Смотрим на рисунок :

Опять же, данная неприятность случается только после проведения некачественного ремонта, невнимательности специалистов, проводивших ремонт и незнания ими назначения всего того, что они «откручивают или прикручивают».

На коленвалу находится так называемая «трехлопастная пластина» , которую можно еще назвать «задатчик сигналов» ( signal master ). Эта трехлопастная пластина при вращении двигателя формирует для компютера опорный сигнал вращения, который служит для рассчета и определения времени «подачи искры» и открывания — закрывания форсунок. При проведении работ по, например, замене ремня газораспределения, снимается так же и шкив коленчатого вала. Если не обратить внимание, в каком положении и при каких метках этот шкив прижимает «задатчик сигналов» и установить обратно шкив произвольно или неплотно, то «трехлопастная пластина» будет смещена, что повлечет за собой рассогласование сигналов

Источник: http://amastercar.ru/articles/engine_car_6.shtml

Все, что вам нужно знать о цилиндрах двигателя

Что такое цилиндр двигателя и почему они различаются от двигателя к двигателю?

Цилиндры двигателя высокопроизводительного автомобиля

Цилиндр является силовым агрегатом двигателя. Здесь топливо сжигается и преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль. Количество цилиндров в типичном автомобиле может быть четыре, шесть или восемь.

Цилиндр изготовлен из металла и опломбирован.Он содержит поршень, который движется вверх и вниз, сжимая топливо, которое воспламеняется и вызывает сгорание. В верхней части цилиндра есть два клапана; впускной клапан и выпускной клапан. Впускной клапан — это место, где топливо и воздух поступают в цилиндр от карбюратора или электрической топливной форсунки, а выпускной клапан — это место выхода выхлопных газов.

Выхлопные газы, образующиеся при сгорании в цилиндре, вращают ось, известную как коленчатый вал. Они соединены с нижней частью цилиндра, который, в свою очередь, приводит в действие коробку передач, приводящую в движение колеса.

Чем больше цилиндров, тем больше поршней сжигает топливо, и, следовательно, вырабатывается больше энергии.

Баллоны могут располагаться под капотом по прямой линии, в два ряда или в плоском расположении. Двигатели с цилиндрами, расположенными по прямой линии, известны как рядные двигатели (т. е. I4 или L4). Обычно они имеют менее шести цилиндров. Те, что расположены в два ряда, называются V-образными двигателями, поскольку они обычно имеют V-образную форму и более шести цилиндров. Британские двигатели с плоской компоновкой обычно имеют от четырех до шести цилиндров.

Как я узнаю, что цилиндр двигателя не работает?

Если цилиндр двигателя работает неэффективно, это может быть перегрев, утечка или пропуски зажигания. Это могут быть очевидные проблемы, которые можно обнаружить по запаху, дыму или видимым утечкам.

Если у вас проблемы с цилиндрами, вы сможете обнаружить сладкий и резиновый запах в салоне автомобиля. Этот запах может быть вызван утечкой охлаждающей жидкости в цилиндры.

Серый дым является хорошим показателем того, что ваши цилиндры работают неэффективно и двигатель перегревается.

Утечки могут быть очевидны, особенно в сухие дни. Если под вашим автомобилем есть лужа жидкости, вы можете проверить уровень охлаждающей жидкости.

Давление в цилиндрах должно быть сбалансировано для поддержания эффективного сгорания и хорошего состояния двигателя. Низкое давление будет легко определить, так как основным показателем является пропуск зажигания двигателя при его запуске или низкая производительность при движении.

Давление можно измерить компрессометром. Вы можете сделать это самостоятельно, если он у вас есть, или вы можете попросить механика сделать это за вас.

Если в вашем автомобиле обнаружена какая-либо из этих проблем, вам следует попросить кого-нибудь проверить ее. Цилиндры двигателя и прокладки являются важными рабочими частями двигателя.

Об авторе

Николь Фергюсон

Штатный писатель Arnold Clark

Цилиндры двигателя – обзор

9.9.3 Моделирование эффективности отключения цилиндров дизеля

Преимущества отключения цилиндров в дизельных двигателях с турбонаддувом до сих пор не опубликованы. На рисунках 9.23–9.29 представлен всесторонний анализ моделирования отключения цилиндров для тяжелого дизельного двигателя V8 с высокой удельной мощностью. Существует четырнадцать сценариев (S1–S14), представляющих различные условия нагрузки на двигатель, площадь турбины с фиксированной геометрией, открытие перепускной заслонки, деактивацию клапана и стратегии времени отключения, как указано в Таблице 9.2. В анализе как BMEP, так и PMEP определяются для всего двигателя, т. е. определяются как работа за цикл, деленная на общий рабочий объем двигателя.При моделировании отключаются четыре цилиндра (т. е. работа V4). В моделировании используется двухступенчатая турбина с фиксированной геометрией, а в турбине ступени высокого давления (ВД) имеется перепускной клапан. Предполагается, что EGR равен нулю, когда выбрана площадь турбины с фиксированной геометрией, чтобы обеспечить достаточное соотношение воздух-топливо как для максимального крутящего момента, так и для номинальной мощности в работе V8. Если для уменьшения NO _x требуется определенное количество рециркуляции отработавших газов, можно выбрать турбину меньшего размера, чтобы обеспечить достаточное соотношение воздух-топливо как при полной нагрузке, так и при частичной нагрузке при заданной требуемой скорости рециркуляции отработавших газов, что приведет к более высокой дельта-P двигателя и BSFC. чем случай с нулевым EGR.Таким образом, при соответствующей площади турбины, соответствующей предполагаемой частоте рециркуляции отработавших газов, проведенный здесь анализ деактивации цилиндров направленно действителен для других скоростей рециркуляции отработавших газов.

9.23. Область нагрузки двигателя при анализе деактивации цилиндров.

9.24. Влияние стратегии деактивации клапана на давление в цилиндре.

9.25. Исследование стратегий дезактивации цилиндров.

9.26. Влияние площади турбины на дезактивацию цилиндра.

9.27. БТЦ деактивации цилиндров при различных оборотах двигателя и нагрузках.

9.28. Соотношение воздух-топливо выключения цилиндров при различных оборотах двигателя и нагрузках.

9.29. Производительность деактивации цилиндра при 2600 об/мин и предельные ограничения при 3000 об/мин.

Таблица 9.2. Имитационные случаи деактивации цилиндров

Сценарий №	Режим	Турбина	HP-Stage Turbine She	HP-этап Turbine Wastegate Открытие	A VALVETRINE EPARTY	Стратегия отключения клапана двигателя для деактивированных цилиндров
S1	Часть нагрузки	Baseline турбина	Полностью открыть	Нет цилиндр деактивация
S2	Высокая нагрузка	Baseline турбина	Открыть при необходимости	Нет цилиндров дезактивацию
S3	Частичная нагрузка	Baseline турбина	Полностью закрыта	Нет цилиндра деактивации
S4	Высокая нагрузка	Baseline турбины	Closed	Нет цилиндра деактивации
S5	Часть нагрузки	Baseline тур Bine	Частично закрыто	без дезактивации цилиндров
S6
S6	BaseLine Turbine	Полностью закрыто	Полностью закрыто		Отключение Топлива Топливо
S7	Часть нагрузки	Базовый турбина	Полностью закрытая	Деактивация цилиндра путем отключения подачи топлива, впускного клапана и выпускного клапана (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: Отключение впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S8	Часть нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрытая	Деактивация цилиндра путем перекрытия подачи топлива, впускного клапана и выпускного клапана (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: Перекрытие впускного клапана после IVC каждого цилиндра
S9	Частичная нагрузка	Базовая турбина	Полностью закрытая	Деактивация цилиндра ион путем отключения подачи топлива и только впускного клапана (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: перекрытие впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S10	Частичная нагрузка	Базовая турбина	82 Полностью закрытая	Деактивация цилиндра путем перекрытия подачи топлива и только впускного клапана (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: перекрытие впускного клапана после IVC каждого цилиндра В HP и LP этапах	полностью открыты	без дезактивации цилиндров
S12	высокая нагрузка	на 10% меньшей турбинной зоны как в HP, так и на этапах LP	Открыть по мере необходимости	без дезактивации цилиндров
S13	Частичная нагрузка	Площадь турбины на 10 % меньше на ступенях высокого и низкого давления	Полностью закрытый	Деактивация цилиндра отключение топливного, впускного и выпускного клапанов (стратегия отключения 1)	Стратегия отключения 1: Отключение впускного клапана перед IVO каждого цилиндра
S14	Частичная нагрузка	Площадь турбины в обоих цилиндрах меньше на 10 % Ступени высокого и низкого давления	Полностью закрытые	Деактивация цилиндра путем перекрытия подачи топлива, впускного и выпускного клапанов (стратегия отключения 2)	Стратегия отключения 2: Перекрытие впускного клапана после IVC каждого цилиндра

Примечание. S9 и S10 имеют одинаковую производительность в установившемся режиме.

На рис. 9.23 показаны режимы скорость-нагрузка, используемые в моделировании GT-POWER. Обратите внимание, что обычно диапазон нагрузки в исследовании деактивации цилиндра составляет 0–5 бар BMEP, но это моделирование расширяет диапазон нагрузки до 10–13 бар BMEP на высоких скоростях, превышающих 2500 об/мин. На рис. 9.24 показаны кривые давления в цилиндре при различных стратегиях переключения клапана при деактивации.

На рис. 9.25 сравниваются характеристики двигателя при различных стратегиях деактивации при 2400 об/мин. Можно видеть, что по сравнению с работой V8 (S1) отключение только подачи топлива (S6) и отключение только подачи топлива и впускного клапана (S9) не дает никакого преимущества в снижении BSFC.На самом деле BSFC у S6 и S9 даже выше, чем у S1. В S7 и S8 выпускной клапан закрывается после закрытия впускного клапана. Некоторое преимущество BSFC проявляется при очень низкой нагрузке (0–2 бар BMEP), когда впускной и выпускной клапаны закрыты, а определенное количество воздуха задерживается в деактивированных цилиндрах (S8). Наибольшее преимущество снижения BSFC достигается при сценарии S7 в широком диапазоне BMEP (0–10 бар), когда в деактивированных цилиндрах остается очень мало воздуха.

Рис 9.26 показано влияние уменьшения площади турбины на 10% на соотношение воздух-топливо. Меньшая турбина может увеличить соотношение воздух-топливо при отключении цилиндра, чтобы расширить свой рабочий диапазон до более высокого уровня BMEP. Однако уменьшение площади турбины в турбине с фиксированной геометрией, которая рассчитана на достижение более высокого соотношения воздух-топливо при отключении цилиндра, приводит к штрафным потерям в режиме без отключения из-за чрезмерно высокого отношения воздух-топливо. VGT может помочь смягчить этот компромисс между операцией деактивации цилиндра при низких нагрузках и операцией без деактивации при полной нагрузке.

На рис. 9.27 представлены изменения BSFC при различных скоростях и нагрузках для различных режимов открытия перепускной заслонки турбины (S1 и S3) и стратегий переключения деактивационного клапана (S7 и S8). Нижняя и верхняя границы диапазона преимуществ снижения BSFC, ограниченные S7 и S8, указывают на два крайних предела различных стратегий переключения клапана. Замечено, что преимущество BSFC сильно зависит как от нагрузки двигателя, так и от частоты вращения дизельного двигателя. Дезактивация баллона может дать очень большую выгоду от снижения BSFC.Обратите внимание, что рассчитанное здесь преимущество BSFC относится к базовому двигателю, который уже имеет очень низкий BSFC с полностью открытым перепускным клапаном турбины при частичной нагрузке с помощью электронного управления (т. е. S1, а не S3). При высоких оборотах двигателя преимущество BSFC может распространяться на очень высокий уровень BMEP с приемлемым соотношением воздух-топливо (например, BMEP 10 бар при 2 600 об/мин), поскольку турбонагнетатель может подавать больше воздуха, чем при более низких скоростях, для поддержания минимально необходимого расхода воздуха. соотношение топлива.

На рис. 9.28 приведены соотношения воздух-топливо, соответствующие случаям на рис. 9.27. Обратите внимание, что из-за пониженного соотношения воздух-топливо при отключении цилиндра обычно образуется больше сажи, чем при отключении, особенно когда соотношение воздух-топливо близко к пределу дымности. Другие меры (например, замедление EVO и опережение IVC с VVA в цилиндрах зажигания) могут быть использованы для уменьшения образования сажи при относительно высоком уровне BMEP и на низких и средних скоростях.

На рис. 9.29 показаны другие ключевые рабочие параметры при 2 600 об/мин и ограничивающие конструктивные ограничения при 3 000 об/мин при деактивации цилиндра.Важно отметить влияние деактивации цилиндров на следующие два параметра: (1) дельта P двигателя, которая является движущей силой для потока EGR в двигателях EGR, и на которую также может влиять выбор площади турбины; и (2) температура газа на выходе из турбины ступени низкого давления (НД), которая может помочь в работе и регенерации устройств доочистки (например, DPF). Наконец, обратите внимание, что предел BMEP отключения цилиндров может быть ограничен пиковым давлением в цилиндрах воспламенения и температурой воздуха на выходе из компрессора при высоких оборотах двигателя (т. г., 3000 об/мин), в дополнение к минимально необходимому соотношению воздух-топливо.

Эффективность дезактивации цилиндров дизельного двигателя резюмируется следующим образом.

1.

Оптимальный способ деактивации цилиндров – перекрытие подачи топлива и всех впускных и выпускных клапанов в деактивированных цилиндрах.

2.

Момент переключения деактивационного клапана и масса газа, оставшаяся в деактивированном цилиндре, сильно влияют на эффективность дезактивации BSFC.

3.

Оптимальное количество отключенных цилиндров в значительной степени зависит от баланса между соотношением воздух-топливо для сгорания/выбросов и насосными потерями для самого низкого BSFC. На оптимальное число также влияют, хотя и во вторую очередь, конструктивные особенности теплопотерь цилиндра и трения поршневых колец двигателя. Отключение половины цилиндров не всегда может быть оптимальным для достижения самого низкого BSFC.

4.

Деактивация цилиндра обеспечивает значительное улучшение BSFC в условиях низкой нагрузки.Преимущество снижения BSFC сильно зависит как от BMEP, так и от частоты вращения дизельных двигателей с турбонаддувом.

5.

Улучшения BSFC трудно достичь при выключении цилиндра при средних и высоких нагрузках из-за ограничения соотношения воздух-топливо на низких и средних скоростях и из-за других конструктивных ограничений на высоких скоростях, таких как пиковое давление в цилиндре и температура воздуха на выходе из компрессора.

6.

Степень улучшения BSFC за счет деактивации цилиндра зависит от следующих факторов: количество деактивированных цилиндров, стратегия отключения клапана, время переключения клапана, площадь турбины (переменная или фиксированная) и размер площади ), способность и гибкость управления перепускным клапаном турбины при низких нагрузках, теплопередача цилиндра и часть трения поршневых колец, зависящая от давления.

7.

По мере увеличения теплопередачи цилиндра и потерь на трение поршневых колец в базовой конструкции двигателя можно добиться большей выгоды от снижения BSFC за счет отключения цилиндра, поскольку можно избежать большей части потерь энергии в деактивированные цилиндры.

Объяснение различий и качеств

Индийские производители автомобилей в настоящее время все больше внимания уделяют выпуску автомобилей с 3-цилиндровыми двигателями.В народе бытует очень распространенное заблуждение, что 3-х цилиндровые двигатели уступают 4-х цилиндровым. Поэтому считается, что они подходят только для бюджетных автомобилей начального уровня. Однако реальность резко противоположна. 3-цилиндровые двигатели имеют другую функциональность по сравнению с 4-цилиндровыми двигателями, но никоим образом не уступают им. Ford использует 3-цилиндровый двигатель на Ecosport, который никоим образом не является автомобилем начального уровня. Итак, здесь мы развеем некоторые мифы и посмотрим на различия между 3-цилиндровым двигателем и 4-цилиндровым двигателем.Мы также перечислим запутанные плюсы и минусы каждого.

Читайте также: Объяснение работы двигателя

3-цилиндровый двигатель против 4-цилиндрового двигателя: чем они отличаются?

Как ни очевидно, основное различие между 3-х и 4-х цилиндровым двигателем заключается в количестве цилиндров. Но это не все. Из-за количества цилиндров 3-цилиндровый двигатель имеет совершенно другой порядок работы для поддержания баланса. В случае 4-цилиндрового двигателя мощность генерируется при каждом повороте коленчатого вала на 90 градусов.Однако в 3-цилиндровом цилиндре мощность генерируется каждые 120 градусов. Из-за таких вариаций 3-цилиндровый двигатель имеет совершенно другие характеристики по сравнению с 4-цилиндровым двигателем.

Читайте также – Плюсы и минусы тефлонового покрытия автомобилей

3-цилиндровый двигатель по сравнению с 4-цилиндровым двигателем: преимущества 3-цилиндровых двигателей

Меньшее использование сырья

Это, пожалуй, самый востребованный плюс 3-х цилиндрового двигателя. Имея на один цилиндр меньше, общий материал, необходимый для изготовления 3-цилиндрового двигателя, меньше.Это дает производителям двойное преимущество. Во-первых, нужно использовать меньше материала, что экономит значительную сумму инвестиций в расчете на один двигатель. Далее, поскольку на один цилиндр меньше, вы можете создать двигатель меньшего размера для того же рабочего объема. Это позволяет производителям сделать моторный отсек компактнее и сконцентрироваться на вместительности салона.

Оптимизирован для экономии топлива

Это самый востребованный плюс с точки зрения потребителя.3-цилиндровый двигатель намного экономичнее по сравнению с 4-цилиндровым двигателем того же размера. Это связано с двумя основными факторами: уменьшенными потерями на трение и меньшим весом. Поскольку на один цилиндр меньше, потери на трение, вызванные контактом металлических поверхностей внутри блока цилиндров, меньше. В основном это означает увеличение мощности при меньшем расходе топлива. Кроме того, из-за отсутствия одного цилиндра блок двигателя стал намного легче. Даже коленчатый вал, предназначенный для удержания поршней, легче.В принципе, есть хорошая общая экономия веса. Оба эти фактора в совокупности дают 3-цилиндровым двигателям преимущество с точки зрения эффективности использования топлива.

Подсветка кармана

В целом, 3-цилиндровый двигатель дешевле в обслуживании и эксплуатации. Если на один цилиндр меньше, общее количество деталей, функционирующих в двигателе, меньше. Это означает, что в двигателе используется меньше деталей. Таким образом, автоматически подвергается меньшему износу по сравнению с 4-цилиндровым двигателем.Даже если они отомрут, общие затраты на замену/починку деталей будут меньше, поскольку их количество будет меньше.

Теперь давайте посмотрим на положительные стороны 4-цилиндрового двигателя.

3-цилиндровый двигатель по сравнению с 4-цилиндровым двигателем: преимущества 4-цилиндрового двигателя

Высшая изысканность

Наиболее выгодным аспектом 4-цилиндрового двигателя является то, что он чрезвычайно совершенен. Все двигатели в наши дни четырехтактные (впуск, сжатие, мощность, выпуск).С 4-цилиндровым двигателем общая балансировка идеальна. При каждом такте в 4-цилиндровом двигателе один цилиндр всегда находится в рабочем такте, а все остальные находятся в разных положениях. Это придает коленчатому валу гораздо более обтекаемое движение, что приводит к плавной работе двигателя в целом. Четырехцилиндровый двигатель вырабатывает мощность при каждом повороте коленчатого вала на 90 градусов. С другой стороны, 3-цилиндровый двигатель развивает мощность каждые 120 градусов. Чтобы достичь этой ориентации, коленчатый вал должен быть изготовлен таким образом, чтобы вызвать задержку зажигания приблизительно 1/3 ^rd цикла. Этот разрыв проявляется в реальном времени как более неровный холостой ход и более шумная работа двигателя.

Мощность расширения скважины

Как мы уже обсуждали в предыдущем пункте, у 3-цилиндровых двигателей есть область, в которой не происходит воспламенения в цикле. В этот период коленчатый вал вращается исключительно за счет импульса, создаваемого поршнем в предыдущем такте. Таким образом, при более низких оборотах 3-цилиндровый двигатель действительно с трудом выдает мощность. Но по мере увеличения оборотов коленчатый вал сохраняет достаточный импульс и способен выдавать здоровую выходную мощность.С другой стороны, 4-цилиндровый двигатель не страдает от этой проблемы, поскольку у него нет запаздывания в порядке зажигания. Он одинаково хорошо работает как на низких оборотах, так и на высоких.

 3-цилиндровый двигатель против 4-цилиндрового двигателя: заключение

Так какой двигатель лучше? 3-цилиндровые двигатели в настоящее время обладают почти такой же мощностью, что и 4-цилиндровые двигатели той же мощности. Так кто же здесь торжествует? Ответ: нет. Каждый тип двигателя имеет свои плюсы и минусы, и оба они подходят для разных целей.3-цилиндровый двигатель лучше подходит для экономии топлива и экономии средств. 4-цилиндровый двигатель лучше подходит для утонченности и мощности. В общем, все сводится к вашим предпочтениям.

№ 2671: Сколько цилиндров?

Сегодня сколько цилиндров? Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет этот сериал о машинах, которые делают нашу цивилизацию run, и люди, чья изобретательность создала их.

Так сколько цилиндров должно быть в двигателе автомобиля? Большинство наших автомобилей имеют либо четыре цилиндра в ряд, либо цилиндры в ряд. V-образное расположение — два или три с каждой стороны. Итак, зачем все эти фантазии? Почему не один большой цилиндр?

Подумайте о поршне, который движется вперед и назад в цилиндре, создавая коленчатый вал вращается. Он кратковременно приводит в движение вал каждые два оборота. Двигатели наших автомобилей работают в четырехтактные циклы.Происходит воспламенение и поршень толкает вниз. Затем он очищает выхлоп, когда он возвращается. Далее это втягивает новую смесь воздуха и бензина на пути вниз. Наконец, это идет вверх, сжимая эту смесь. Потом еще одно зажигание, и цикл повторяется.

Одноцилиндровый двигатель разгоняется на первом такте; затем замедляется во время остальные два оборота четырехтактного цикла. Это вызвало бы такое двигатель трястись и вибрирует.

Итак, нам нужен большой маховик, чтобы он двигался между зажиганиями. С более цилиндров и поршней, мы можем прикрепить шатун каждого поршня к другому угловое расположение на коленчатом валу — затем мы рассчитываем взрывы так, чтобы каждый один запускает вращение во время двух оборотов. И маховик может быть намного меньше.

Карл Бенц использовал одноцилиндровый двигатель в своем первом автомобиле 1885 года. первый Двигатель модели Т имел четыре цилиндра в ряд.Некоторые роскошные автомобили 1920-х годов имели рядные двигатели с восемью цилиндрами. Двигатели с таким количеством Использовались 12 или более цилиндров подряд, но в основном в больших морских и стационарные двигатели.

Конечно, бесперебойная работа — это только одна цель. Больше цилиндров дает меньше маховика веса, но они также означают более высокие затраты на производство и обслуживание. Тогда есть компактность. Дюзенберг прямо-8 был фаворитом богатых кинозвезд 20-х годов.Но у него была 12-футовая колесная база. Представить параллельная парковка этого зверя.

Ответом был двигатель V-8 — два ряда по четыре штуки в форме буквы V. Даже Карл Бенц экспериментировал с двигателем V-2 после того, как построил свой одноцилиндровый мотор. V-образное расположение может даже позволить двум цилиндрам управлять общей шатунной шейкой, толкая его в разных угловых положениях. И здесь сложность возрастает: Инженеры создали все виды умных конструкций коленчатых валов для использования с цилиндрами в все виды положений — V-4, V-6, плоские-4, плоские-6.

На самолеты налагались различные конструктивные ограничения. Рядный двигатель предлагает мало лобовое сопротивление. Братья Райт использовали рядный 4-цилиндровый двигатель, но с довольно тяжелый маховик. Затем первые строители перешли к двигателям с девятью цилиндрами, излучающими от центрального узла. Поршни вращались вокруг вала и не нуждались в маховике. ни системы охлаждения.

Многие новые технологии останавливаются на одной лучшей форме. Но некоторые находят более одного хороший вариант, тогда продолжайте жонглировать среди конкурентов.Просто подумайте о ПК против ПК. Mac’ы, классическая музыка против кантри — просто подумайте о цилиндрах в их внешнем виде. бесконечные аранжировки.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересует, как изобретательные умы Работа.

(Музыкальная тема)

---

См. записи в Википедии по всем соответствующим темам. Поиск по таким словам, как автомобильные двигатели, рядные 4, оппозитные 6, V-8, 4-тактные двигатели и т. д. Google будет также отправить вас на множество простых и понятных сайтов, такой как этот.

Все фотографии Дж. Линхарда. Двигатели Toyota предоставлены Майком Калвертом Toyota, Хьюстон, Техас.

Трехцилиндровый двигатель стал мощным двигателем

Автомобильная промышленность находится в середине монументального перехода. Поскольку правила требуют, чтобы использование бензина осталось в прошлом, автопроизводители соглашаются на полностью электрическое будущее.Конечно, мы еще не совсем там. Но отрасли необходимо найти баланс между соблюдением требований по выбросам и бесконечным спросом на машины с двигателями внутреннего сгорания. В результате мы увидели, как закрепились турбонаддув, гибридизация и прямое уменьшение размеров двигателя. Возможно, самым ярким примером последнего является огромное количество трехцилиндровых двигателей, продаваемых сегодня.

Тем не менее, не все из этих трех горшков построены исключительно с учетом эффективности. На самом деле, некоторые из этих встроенных троек вмещают в себя гораздо больше производительности, чем вы можете себе представить.

Ford Fiesta ST заработал репутацию одного из величайших горячих хэтчбеков всех времен, но, к сожалению, покинул американские берега в мае 2019 года. модель того же года. Обновленная и улучшенная спортивная Fiesta получила новый двигатель, известный как Dragon. Этот 1,5-литровый трехцилиндровый двигатель представляет собой эволюцию меньшего 1,0-литрового EcoBoost от Ford, но не позволяйте его размеру вас разочаровать: его мощность составляет 197 л.с. и 236 фунт-фут крутящего момента.Для справки, это означает, что маленький EcoBoost развивает мощность более 131 л.с. и 157 фунт-фут крутящего момента на литр рабочего объема. Для сравнения, самая горячая версия 3,2-литровой рядной шестерки S54 от BMW выдает 103 л.с. на литр.

Форд

Для достижения такой мощности в 1,5-литровом двигателе Ford используется как порт, так и непосредственный впрыск топлива, переменная синхронизация распределительного вала и встроенный выпускной коллектор. Однако, как объясняет в интервью Road & Track менеджер по трансмиссии Ford для двигателя Dragon Гарет Максвелл, настоящий секрет двигателя 1.5-литровый — это его радиально-осевая конструкция турбонаддува. По сравнению с традиционным турбонаддувом радиально-осевой агрегат имеет значительно меньшую инерцию и, следовательно, гораздо быстрее реагирует на нажатие педали газа с уменьшенным запаздыванием. Работая в тандеме с этим гладким распределительным валом, миниатюрный 1,5-литровый двигатель способен обеспечить как низкий крутящий момент, так и максимальную производительность. В то время как Dragon был создан с особым вниманием к экономии топлива, Максвелл говорит, что эта конструкция турбокомпрессора узаконила 1,5-литровый двигатель как производительный продукт.

Форд

Трехцилиндровый двигатель обычно мощнее четырехцилиндрового такого же размера. Максвелл отмечает, что это результат того, что основные компоненты, такие как камеры сгорания, поршни и стопорные штифты, в трехцилиндровом двигателе равного рабочего объема больше. Это позволяет автопроизводителям работать с более высоким внутренним давлением и развивать большую мощность, сохраняя при этом надежность.

«Думаю, исторически сложилось мнение, что чем больше, тем лучше, — говорит Максвелл.«И существует мнение, что чем больше цилиндров, тем выше надежность. Я думаю, с точки зрения инженера, мы бросаем этому вызов. Больше не всегда лучше, и с точки зрения инженера меньше значит лучше. Он проще и легче, и у него меньше трения».

Тойота Великобритания

Ford — не единственная компания, которая по этой причине использует трехцилиндровый двигатель для горячего хэтчбека. Великолепная Toyota GR Yaris также оснащена трехпоршневым двигателем, хотя у Yaris он немного больше, чем у одного.6 литров. Для японского рынка GR Yaris Toyota заявляет, что выходная мощность составляет 268 л.с. и 273 фунт-фут крутящего момента, цифры, которые вы ожидаете от более крупного четырехцилиндрового двигателя. Двигатель GR Yaris G16E-GTS мощностью 166 л. с. на литр имеет самую высокую удельную мощность на литр среди всех когда-либо созданных дорожных автомобилей Toyota; даже великолепный 4,8-литровый V-10 Lexus LFA выдает всего 115 л.с. на литр. На самом деле, более современный 755-сильный двигатель LT5 V-8 от GM выдает всего 122 л.с. на литр.

Решение Toytota использовать трехцилиндровый двигатель не сводилось к экономии топлива.GR Yaris — это настоящая омологация, а его трансмиссия — проверенный временем автоспорт. Фактически, Toyota пришлось подать петицию в FIA, чтобы ей вообще разрешили использовать трехцилиндровый двигатель в чемпионате мира по ралли. Команда боролась за трехцилиндровый двигатель из-за его простой, компактной конструкции и способности развивать большую мощность благодаря отсутствию помех от выхлопных газов. Как и 1,5-литровый Ford, G16E-GTS использует как порт, так и непосредственный впрыск топлива, но гоночные двигатели получают более серьезный комплект, такой как турбонаддув на шарикоподшипниках и масляные форсунки для поршней. Toyota заявляет, что даже в дорожных характеристиках нет более компактного или легкого 1,6-литрового двигателя с турбонаддувом, чем G16E-GTS.

Тойота Великобритания

Трехцилиндровые двигатели больше не только для хэтчбеков. На самом деле, маленькие двигатели нашли свое место даже в отсеках семизначных машин. Абсолютно новый Koenigsegg Gemera представляет собой четырехместный гибридный гиперкар мощностью более 1700 л.с. В отличие от других экзотических гибридов с двигателями V-8 и V-12, бензиновый двигатель Gemera имеет только три цилиндра.Этот 2,0-литровый двигатель с двойным турбонаддувом, известный как Tiny Friendly Giant (TFG), представляет собой настоящее чудо инженерной мысли. В TFG используется технология Koenigsegg Freevalve, которая позволяет ЭБУ автомобиля независимо управлять впускными и выпускными клапанами без распределительного вала в зависимости от параметров нагрузки двигателя. Благодаря возможности корректировать синхронизацию на лету на основе этих параметров, эта система позволяет автомобилю подстраиваться под условия вождения и активно повышать эффективность. Двигатель может даже работать по циклу Миллера, обеспечивая одновременно высокую выходную мощность и топливную экономичность.Техасская компания SparkCognition, занимающаяся искусственным интеллектом, помогает автопроизводителю разрабатывать программное обеспечение для управления двигателем с помощью ИИ для работы с Freevalve.

Кенигсегг

Koenigsegg говорит, что все эти технологии позволяют TFG быть на 15-20 процентов более эффективным, чем типичный 2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель. Впечатляющая штука, особенно если учесть, что TFG развивает мощность 600 л.с. и 443 фунт-фут крутящего момента. Ни один другой производимый двигатель не может конкурировать с TFG с мощностью 300 л.с. на литр по удельной мощности.Koenigsegg считает, что даже если убрать с TFG секвентальную турбосистему, все равно можно будет получить около 280 л.с.

Поэтому нетрудно сказать, что TFG — один из самых экстремальных двигателей, которые мы когда-либо видели, независимо от количества цилиндров. Поскольку запасы топлива продолжают сокращаться каждый год, такое оборудование может помочь продлить жизнь рынка автомобилей с ДВС для энтузиастов. В то время как Ford привержен полностью электрическому будущему, Максвелл отметил, что, по его мнению, объединение трехцилиндровых двигателей с гибридными системами является следующим логическим выбором для автопроизводителей, стремящихся сохранить силовые агрегаты с ДВС.Если судить по этому раннему урожаю горячих троек, то впереди еще могут быть интересные предложения с бензиновым двигателем.

Кенигсегг

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

How It Works: Деактивация цилиндров

Breadcrumb Trail Links

1. Как это работает
2. Feature Story

Отключение части двигателя, когда она не нужна, может иметь большое значение для экономии топлива

00 Дата публикации 14, 2018  •  7 февраля 2019 г.  •  4 минуты чтения  •  Присоединяйтесь к беседе

Содержание статьи

Если вы хотите сэкономить топливо, один из самых простых способов — не использовать его.Это идея отключения цилиндров, используемая некоторыми автопроизводителями для экономии топлива и снижения выбросов.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Большинство из них используют торговые марки для своих систем, и то, как они работают, может немного различаться между ними, но общая концепция одна и та же: когда полная мощность не требуется, некоторые цилиндры не получают топлива.

Деактивация в основном используется на двигателях V6 или V8, где, в принципе, она уменьшает объем двигателя, когда он работает: большая мощность двигателя, когда все цилиндры активированы, и меньшая экономия топлива двигателя, когда некоторые из них отключены. Некоторые автопроизводители предпочитают вместо этого использовать небольшие двигатели с турбонаддувом, которые при необходимости подают дополнительный воздух и топливо для обеспечения большей мощности. По сути, деактивация — это более крупный двигатель, который может работать как меньший, а турбонаддув — это меньший двигатель, который может работать как более крупный.(Некоторые автопроизводители также сочетают в своих двигателях деактивацию и турбонаддув.)

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

1. Автомобили с лучшей топливной экономичностью в своем классе

2. Как это работает: впрыск топлива -воздушной смеси при сгорании провернуть центральный коленчатый вал.Коленчатый вал вращается, и эта сила в конечном итоге поворачивает колеса.

   Когда цилиндр отключается, система закрывает его впускные клапаны, всасывающие воздух, и выпускные клапаны, выпускающие отработавшие газы. Также прекращается подача топлива в цилиндр. Поршень по-прежнему двигается вверх и вниз — так и должно быть, потому что он прикреплен к вращающемуся коленчатому валу — но теперь он просто в пути.

   Дополнительная эффективность заключается не только в том, что только половина цилиндров получает топливо. Когда вы не требуете многого от своего двигателя, например, когда вы едете с постоянной скоростью, он не работает с максимальной производительностью.Поршни должны преодолевать сопротивление воздуха, когда они втягивают и выталкивают воздух, что называется потерей накачки.

   Объявление

   Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

   Содержание артикула

   Когда вы слегка нажимаете на газ, например, на постоянной скорости, насосные потери выше из-за разницы давлений между впускным и выпускным коллекторами. Когда некоторые цилиндры деактивированы, воздух не поступает и не выходит из них, поэтому потерь при перекачивании нет.Кроме того, поскольку двигатель автоматически компенсирует эти «отсутствующие» цилиндры, он создает меньшую разницу давлений на впуске и выпуске. Это снижает насосные потери в активных цилиндрах, делая их работу более эффективной. Хотя они помогают перемещать деактивированные поршни, поскольку все они прикреплены к коленчатому валу, двигатель в целом работает более эффективно.

   Всем этим управляет главный мозг двигателя, известный как его блок управления двигателем (ECU) или модуль управления двигателем (ECM).Как только требуется больше мощности, например, при ускорении, система снова включает деактивированные цилиндры. Переход обычно настолько плавный, что его почти невозможно обнаружить. По оценкам Министерства природных ресурсов Канады, отключение цилиндров может снизить расход топлива и выбросы на 4–10 процентов.

   Объявление

   Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

   Содержание статьи

   Большинство двигателей с деактивацией цилиндров отключают половину из них за раз, например восьмицилиндровый, который переключается на четыре цилиндра.Система Honda, которая называется Variable Cylinder Management, может переключать двигатель V6 на работу с тремя или четырьмя цилиндрами, в зависимости от того, что лучше всего подходит для условий вождения. General Motors, которая в настоящее время отключает половину цилиндров двигателей своих пикапов, представит переменную систему на своих грузовиках 2019 года. Некоторые другие производители предлагают аналогичные системы.

   Эти системы прошли долгий путь с тех пор, как они впервые были представлены на Cadillac в 1981 году. Она называлась Modular Displacement и могла переключать двигатель V8 на работу с шестью или четырьмя цилиндрами.Вскоре после этого Mitsubishi представила версию с четырьмя цилиндрами на два. Электроника и топливные системы того времени не справлялись с задачей, и ни одна из компаний не продержалась долго. Сегодня у систем деактивации не так много недостатков, кроме того, что они увеличивают стоимость и сложность движка.

   Объявление

   Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

   Содержание артикула

   Конечно, рабочий объем цилиндров — это только один из инструментов экономии топлива.Автопроизводители программируют отключение подачи топлива при замедлении (DFCO), которое полностью отключает подачу топлива в двигатель, когда вы отпускаете педаль газа и замедляетесь. Двигатель продолжает работать, и система начинает подавать в него топливо, если вы ускоряетесь или когда обороты двигателя приближаются к холостым, когда вы останавливаетесь.

   Некоторые транспортные средства теперь включают в себя функцию запуска/остановки двигателей. Хотя раньше это было эксклюзивно для гибридов, теперь оно появляется на обычных бензиновых автомобилях и даже на некоторых дизельных двигателях малой грузоподъемности.Автопроизводители добавляют его для дальнейшего сокращения расхода топлива и выбросов.

   Когда вы полностью останавливаетесь, нажимая педаль тормоза, например, на красный свет, двигатель выключается. Освещение автомобиля, стереосистема и климат-контроль продолжают работать, при этом должны соблюдаться определенные условия, в том числе температура окружающей среды и температура двигателя. Двигатель автоматически перезапускается, как только вы отпускаете педаль тормоза.

   Способ перезапуска зависит от автомобиля. С гибридом с этим справится электродвигатель автомобиля, в то время как у обычных автомобилей есть более мощный стартер. На многих автомобилях вы можете отключить систему старт/стоп с помощью кнопки, а если это невозможно, перевод автомобиля в режим «Спорт» обычно отключает ее.

   Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

   Подпишитесь на получение информационного бюллетеня Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

   отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части наших электронных писем.Постмедиа Сеть Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

   Спасибо за регистрацию!

   Приветственное письмо уже в пути. Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

   Следующий выпуск журнала Driving.ca «Мониторинг слепых зон» скоро будет в вашем почтовом ящике.

   Комментарии

   Postmedia стремится поддерживать живой, но вежливый форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своими мнениями о наших статьях. Комментарии могут пройти модерацию в течение часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными. Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы будете получать электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, появится обновление ветки комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, прокомментирует. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

   Уменьшение количества цилиндров двигателей коммерческих автомобилей

   Уменьшение габаритов является эффективной мерой по снижению расхода топлива в двигателях легковых автомобилей.Однако эта тенденция не может быть легко перенесена с легковых автомобилей на коммерческие автомобили. Здесь основное внимание уделяется «правильному подбору» с целью лучшей адаптации рабочего объема двигателей к целевой мощности. Экономия, особенно с учетом производственных затрат, также может быть достигнута за счет уменьшения количества цилиндров при постоянном рабочем объеме, как показали исследования FEV.

   Двигатели грузовых автомобилей должны соответствовать строгим ограничениям выбросов выхлопных газов даже при полной нагрузке. Кроме того, ограничениями являются сравнительно низкая номинальная скорость и высокие ожидания в отношении долговечности максимальной удельной мощности.В то время как автомобильные двигатели уже достигают значения более 70 кВт на литр, двигатели тяжелых коммерческих автомобилей еще не превысили максимум около 35 кВт на литр.

   Уменьшенное количество цилиндров, одинаковая мощность, эквивалентный рабочий объем

   «Тенденция в отношении оптимизации размеров коммерческих автомобилей развивается», — объясняет д-р Питер Хойзер, вице-президент Группы по коммерческим автомобилям, промышленным и большегрузным двигателям. «В последние годы все основные производители двигателей для коммерческих транспортных средств представили на рынке двигатели класса 10 л, и, таким образом, разрыв между обычным 7-литровым двигателем средней грузоподъемности и 12-литровым двигателем большой грузоподъемности сократился. ”

   >>ЕСЛИ ВЫ ЗАМЕНИТЕ 6-ЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА 4-ЦИЛИНДРОВЫЙ, КОТОРЫЙ ИМЕЕТ В 1,5 РАЗ БОЛЬШЕ ОТДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ОБЪЕМА ЦИЛИНДРОВ, СТОИМОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА, МОНТАЖНОЕ ПРОСТРАНСТВО И ВЕС МОГУТ БЫТЬ СНИЖЕНЫ, ПРИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛУЧШЕНО

   9042
   9042 FEV указывают на то, что стоимость производства двигателя с заданной производительностью может быть эффективно снижена за счет уменьшения количества цилиндров, а затем, соответственно, увеличения рабочего объема остальных цилиндров.

   Этого можно добиться, заменив шестицилиндровый двигатель четырехцилиндровым двигателем, рабочий объем которого в 1,5 раза больше, чем у одноцилиндрового двигателя. В дополнение к снижению стоимости, требуемое пространство для установки и вес могут быть уменьшены при одновременном повышении эффективности. Ухудшение характеристик NVH из-за большего интервала зажигания и свободных сил инерции второго порядка может быть почти полностью компенсировано двухмассовым маховиком и балансировочными валами. Эти дополнительные компоненты были включены в обзор с точки зрения стоимости, размера, веса и расхода топлива.