Количество цилиндров в двигателе
Количество и расположение цилиндров. — DRIVE2
V1-V16Увеличение количества цилиндров — способ поднять мощность двигателя.
На всем протяжении истории автомобилестроения инженеры преследовали единственную главную цель – получить от двигателя максимальную отдачу. Стараясь достигнуть ее, инженеры экспериментировали с двигателями с разным количеством цилиндров – от 1 до 16.
Любой двигатель характеризуется эксплуатационными свойствами. Полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания, а рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. Перед конструкторами всегда стоит задача поместить двигатель определенной конфигурации в минимальный объем подкапотного пространства. Двигатели с разным количеством цилиндров обладают своими достоинствами и недостатками.
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.
Одноцилиндровый двигатель — простейшая конструкция с единственным рабочим цилиндром. Одноцилиндровый двигатель полностью не сбалансирован, поэтому его ход неравномерен. У двигателей этого типа наименьшее отношение площади поверхности цилиндра к рабочему объёму. Это важный параметр, так как потери тепла во время работы двигателя минимальны, а значит, КПД у одноцилиндрового двигателя самый высокий.
Недостаток конструкции — в большом напряжении деталей кривошипно-шатунного механизма по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Они работают по двухтактному циклу, в котором рабочие ходы происходят вдвое чаще. На деле это означает, что двигатель работает на очень высоких оборотах, и детали испытывают колоссальные нагрузки. Кроме того, возможности по увеличению объема единственного поршня ограничены порогом возникновения детонации, а значит, повышать объем можно лишь до определенного предела. Из-за этого их качества применение одноцилиндровых двигателей в тяжелых четырехколесных транспортных средствах нецелесообразно. Чаще всего их используют в качестве силовой установки легких мотоциклов или мопедов. Из четырехколесных средств передвижения такие двигатели ставились только на мотоколяски для инвалидов.
Рядный двухцилиндровый двигатель.
В этой конфигурации два цилиндра расположены в ряд и вращают общий коленчатый вал.
Так же, как и одноцилиндровый, рядный двухцилиндровый двигатель не сбалансирован и не обеспечивает плавности хода (при работе по четырехтактному циклу). Четырёхтактные двухцилиндровые двигатели неоднократно устанавливались в сверхкомпактные автомобили наподобие Daihatsu Mira. Для решения вопроса с вибрацией в конструкции двигателя применяются балансировочные валы.
Двухтактные двухцилиндровые двигатели нашли очень широкое применение, так как работают без вибрации. Их очень часто можно видеть в конструкции мотоциклов. В прошлом, когда об экономии топлива конструкторам задумываться всерьез не приходилось, нередко можно было видеть двухцилиндровые двигатели достаточно большого объёма.
Рядный трёхцилиндровый двигатель.
В этой конфигурации три цилиндра расположены в ряд, поршни вращают один общий коленчатый вал.
Трехцилиндровый двигатель не сбалансирован как в четырехтактном, так и в двухтактном варианте. Его относительная распространенность объясняется простотой в производстве. В четырехтактном варианте двигатель работает не плавно, поэтому требуется применение балансировочного вала. Используется на автомобилях с небольшим рабочим объёмом, таких как Opel Corsa или Pajero Mini, нередко в сочетании с турбиной для увеличения мощности. балансировочный (успокоительный) вал, который вращается со скоростью коленвала, но в обратную сторону и компенсирует момент 1-го порядка.
Рядный четырёхцилиндровый двигатель.
Наиболее распространенная в наше время конфигурация двигателя с рядным расположением четырёх цилиндров. Плоскость расположения цилиндров может быть строго вертикальной или находиться под углом, как у некоторых двигателей Volkswagen.
Четырехтактные двигатели L4 не сбалансированы, но, так же как и трехцилиндровые, просты в производстве. Современные рядные четырехцилиндровые двигатели редко имеют рабочий объем более 2,3 – 2,4 литра. Ограничение связано с возрастанием уровня вибраций, поэтому на современных двигателях большого объема часто используются успокоительные валы. Применяется на огромном количестве автомобилей разных марок и моделей.
Рядный пятицилиндровый двигатель.
В этой конфигурации двигателя внутреннего сгорания в ряд расположены пять цилиндров, поршни вращают один общий коленчатый вал. Двигатель этой конструкции не сбалансирован, но при определенном порядке срабатывания цилиндров (1-2-4-5-3) проблема вибрации не возникает.
Рядные пятицилиндровые двигатели нередко встречаются в некоторых моделя Audi и Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi и некоторых других. Впервые в истории легковых автомобилей пятицилиндровый двигатель появился на Audi 100 начала 1980-х.
Рядный шестицилиндровый двигатель.
В рядном шестицилиндровом двигателе поршни также вращают общий коленвал. С точки зрения теории, четырёхтактный шестицилиндровый двигатель полностью сбалансирован, так как силы инерции разных цилиндров компенсируют друг друга. К тому же, в отличие от рядного четырехцилиндрового двигателя, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются. В итоге шестицилиндровые рядные двигатели просты конструктивно и обеспечивают высокую плавность хода. Опять же, согласно теории, взаимная компенсация всех сил роднит его со схемой V12, которая представляет собой два расположенных под углом друг к другу шестицилиндровых двигателя с единым коленвалом.
V-образный шестицилиндровый двигатель.
В этом двигателе применена схема с двумя рядами цилиндров, по три в ряд, и общим коленвалом. Цилиндры расположены под углом друг к другу, чем и обусловлено появление в названии буквы V.
По популярности конфигурация уступает только рядному четырёхцилиндровому двигателю.
Впервые появился на итальянской модели Lancia Aurelia в 1950 году, однако за счет компактности быстро завоевал популярность, особенно в период массового перехода на поперечное расположение двигателя.
V6 не сбалансирован, но успокоительные валы не применяются — проблема вибрации решается дисбалансом коленвала, создаваемым противовесами.
Рядный восьмицилиндровый двигатель.
В этой конфигурации в один ряд расположены восемь цилиндров. Поршни, как и в других рядных двигателях, вращают один коленчатый вал.
При определённой настройке восьмицилиндровый двигатель полностью сбалансирован. По сравнению с рядным шестицилиндровым, он совершает больше рабочих циклов за фиксированный отрезок времени, поэтому под нагрузкой показывают более плавный ход.
V-образный восьмицилиндровый двигатель.
Восемь цилиндров в этой конфигурации расположены двумя рядами по четыре в ряд. Поршни вращают общий коленчатый вал. V8 – удобная конфигурация для создания компактного двигателя большого объема. Максимальный рабочий объём современного (мелко) серийного двигателя V8 13 литров (суперкар Weineck Cobra 780 cui). С 2006 года в применение V8 объемом 2,4 литра закреплено в техническом регламенте Формулы 1.
Рядный десятицилиндровый двигатель.
Двигатель с рядным расположением десяти цилиндров. Поршни вращают общий коленчатый вал. Десятицилиндровый агрегат полностью сбалансирован, и совершает еще больше рабочих циклов в единицу времени, чем l8, что обеспечивает еще более выраженную плавность хода.
V-образный двенадцатицилиндровый двигатель.
В этой конфигурации два ряда по шесть цилиндров расположены под углом друг к другу. Поршни вращают общий коленчатый вал.
X-образный двенадцатицилиндровый двигатель.
В этой конфигурации двенадцать цилиндров расположены в три ряда по четыре цилиндра в ряду. Поршни вращают общий коленчатый вал.
W-образный двенадцатицилиндровый двигатель.
В W-образном двигателе три ряда цилиндров расположены рядами по четыре, под углом друг к другу. Поршни также вращают один общий коленчатый вал.
Шестнадцатицилиндровые двигатели.
В настоящее время в серийных автомобилях эти двигатели не применяются. В 1930 под брендом Cadillac была выпущена модель V16 с шестнадцатицилиндровым двигателем объёмом 7,3 литра мощностью 185 л.с. V16 оказался единственным серийным легковым автомобилем с двигателем V16.
Значительно позже, в 1987 году, двигатель V16 на автомобиль седьмой серии Е32 в качестве эксперимента установила компания BMW. Рабочий объем двигателя составлял 6,76, а мощность 408 л.с. Чтобы разместить двигатель под капотом, пришлось перенести радиаторы системы охлаждения в багажник.
Под капотом суперкара Bugatti Veyron Vitesse установлен двигатель W16 мощностью в 1200 л. с. при 6400 об/мин. Крутящий момент силовой установки из 4-х блоков по 4 цилиндра в каждом равен 1500 Н·м в пределе 3000—5000 об/мин.
Число цилиндров двигателя и их расположение
Категория:
Устройство автомобиля
Число цилиндров двигателя и их расположение
Как уже известно, в одноцилиндровом четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается неравномерно. В многоцилиндровом двигателе вращение коленчатого вала происходит равномернее, так как рабочие ходы в различных цилиндрах не совпадают друг с другом. Поэтому чем больше цилиндров имеет двигатель, тем равномернее вращается коленчатый вал. Нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма в многоцилиндровом двигателе изменяется более плавно, чем в одноцилиндровом.
На отечественных автомобилях устанавливают четырехцилиндровыё, шестицилиидровые и восьмициликдровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели обычно делают V-образные с расположением цилиндров под углами 60, 75 или (чаще) 90°.
Рис. 1. Продольный разрез двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга»! 1 — поддон; 2 — шкив; 3 — храповик; 4 — вентилятор; 5 — термостат; 6 — выпускной клапан; 7 впускной клапан; 8 — распорная пружина; 9 — головка блока; 10 — блок цилиндров; 11 — маховик; 12 — распределительный вал; 13 — коленчатый вал; 14 — масляный васос; 15 — шатув
При двухрядном V-образном расположении цилиндров двигатель имеет большую жесткость конструкции, меньшие размеры и массу, чем однорядный той же мощности. Жесткий коленчатый вал (вследствие уменьшения его длины) допускает работу без гасителя крутильных колебаний и позволяет форсировать двигатель по степени сжатия. К недостаткам V-образных двигателей можно отнести значительную их ширину и более сложную конструкцию.
Рис. 2. Поперечный разрез двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга»; 1 — поддон; 2 — коленчатый вал; 3 — шатун; 4 – блок цилиндров; 5 – поршень- 6 Цилиндра; 7 – выпускной трубопровод; 8 – впускной трубопровод; 9 – крышка головки блока; 11 – коромысло; 12 – ось коромысел; 13 -штанга; 14 – головка блока; 15 – распределитель; 16 – свеча зажигания; 17 указатель уровня масла; 18 – распределительный вал; 19 – стартер
Рис. 3. Продольный разрез двигателя автомобили ГАЗ-63А: 1 — поддон; 2 — шкив коленчатого вала; 3 — храповик; 4 — распределительный вал; 5 — датчик ограничителя частоты вращения; 6 — водяной насос; 7 — вентилятор; 8 — центрифуга; 9 — карбюратор; 10 — распределитель; И — блок цилиндров; 12 — маховик; 13 — коленчатый вал; 14 — крышка коренного подшипника; 15 — шатун первого цилиндра (правого по ходу ряда); 16 — шатун пятого цилиндра (левого по ходу ряда)
Рис. 4. Поперечный разрез двигателя автомобиля ГАЗ-53А: 1 — маслоприемник; 2 — поддон; 3 — стартер; 4 — коленчатый вал; 5 — блок цилиндров; 6 — поршень; 7 — головка блока; 8 — впускной клапан; 9 — коромысло; 10 — впускной трубопровод; 11 — распределитель; 12 — карбюратор; 13 — штанга; 14 — выпускной клапан; 15 — указатель уровня масла; 16 — выпускной трубопровод; 17 — гильза цилиндра; 18 — шатун; 19 — кронштейн крепления двигателя; 20 — масляный насос
Рис. 5. Продольный разрез двигателя автомобиля ЗИЛ-130: 1 — шкив коленчатого вала; 2 — храповик; 3 — блок цилиндров; 4 — ука-, затель установки зажигании; 5 — датчик ограничителя частоты вращения; 6 — упорный фланец; 7 — водяной насоc; 8 — шкив водяного насоса; 9 — ремень привода генератора; 10 — ремень привода компрессора: 11 — топливный насос; 12 — штанга насоса; 13 — фильтр тонкой очистки топлива; 14 — карбюратор; 15 — трубка вентиляции картера; 16 — центрифуга; 17 — датчик указателя температуры воды: в системе охлаждения; 18 — распределительный вал; 19 — сальник заднего коренного подшипника; 20 сцепление; 21 — поддон; 22 — масло-приемник; 23 — коленчатый вал; 24 — упорная шайба; 25 — шестерня коленчатого вала
Рис. 6. Поперечный разрез двигателя автомобиля ЗИЛ-130: 1— масляный насос; 2 — блок цилиндров; 3— поршень; 4— выпускной трубопровод; 5 — крышки головки блока; 6 — коромысло; 7— головка блока; 8 — щтакга коромысла; 9 — центрифуга; 10 — карбюратор; 11— корпус привода распределителя; 12 — впускной трубопровод; 13 — распределитель; 14 — наслоуказатель; 15 — свеча зажигания; 16 — щиток свечей;17 — толкатель; 18— стартер-19 — подцон; 20 — маслолриемяик
Рис. 7. Продольный разрез дизеля ЯМЭ-236: 1 — масляный насос; 2 — поддон; 3 — коленчатый вал; 4 — вентилятор; 5 — фильтр тонкой очистки топлива; 6 — воздухоочиститель; 7 — Топливный насос высокого давлений; 8 — всережимный регулятор; 9 — ось толкателей; 10 — распределительный вал; 11 — маховик; 12 — маслоприемник
Рис. 8. Поперечный разрез дизеля ЯМЗ-238: 1 — поддон: 2 — стартер; 3 — шатун правого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров; 4 — поршень; 5 — гильза цилиндра; 6 — выпускной трубопровод; 7 — форсунка; 8 — топливный насос высокого давления; 9 — воздухоочиститель; 10 — переходник впускных трубопроводов; 11 — впускной трубопровод; 12 — впускной клапан; 13 — головка блока; 14 — блок цилиндров; 15 — распределительный вал; 16 — шатун левого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров; 17 — коленчатый вал
Рис. 9. Продольный разрез дизеля автомобиля КамАЗ-5320:
Рис. 10. Поперечный разрез дизеля автомобиля КамАЗ-5320: 1 — поддон; 2 — полнопоточный масляный фильтр; 3 — коленчатый вал; 4 — шатун правого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров; 5 — поршень; в — головка цилиндра; 7 — Форсунка; 8 — впускной клапан; 9 — коромысло; 10 — впускной трубопровод; 11 — ручной топливоподкачивающий насос; 12 — топливный насос высокого давления; 13 — выпускной клапан; 14 — выпускной трубопровод; 15 — распределительный вал; 16 — шатун левого (по ходу автомобиля) ряда цилиндров; 17 — противовес коленчатого вала; 18 — масляный насос
Реклама:
Читать далее: Однорядные двигателиКатегория: - Устройство автомобиля
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Администрация: Бердин Александр - © 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.
© Все права защищены. Копирование материалов не допускается.
Количество цилиндров автомобиля
Количество цилиндров в двигателях нынешних автомобилей варьируется от двух и до двенадцати, и располагаются они в отдельных двигателях по-разному. Пионеры автомобилестроения, такие, как Даймлер или Бенц, начинали с двигателей, состоящих из одного цилиндра. Автолюбители полагают, что большое количество цилиндров в двигателе способствуют престижу автомобиля. При количестве цилиндров выше среднего уровня повышается мощность мотора и становится более равномерным крутящий момент. Малое количество цилиндров способствует удешевлению конструкции двигателя, однако и мощность при этом тоже уменьшается.
При выборе количества цилиндров следует руководствоваться уравновешенностью силового агрегата и формой коленвала. В моторе с четырьмя цилиндрами, например, рабочие ходы чередуются равномерно — при одновременном проходе мертвых точек поршнями и в конце рабочего хода при выпускном клапане в открытом состоянии. Пользы от работы газов в этом случае нет, а потому и ход двигателя становится неравномерным. В таком двигателе применяются дополнительные валы.
Многие стремятся искусственно увеличить количество цилиндров и при этом уменьшить удельную массу двигателя. Благодаря этому, автомобиль становится легче, и его комфортабельность и динамика улучшаются, а вибронагруженность уменьшается.
Написать администратору сайта
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Новости
-
Отзывы о Питер-АТ
Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
-
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
-
Замена масла в двигателе в подарок
При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно! -
Клиенту на заметку
-
Контрактные АКПП в СПб
