В зависимости от количества тактов, составляющих цикл, двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные. Двухтактные двигатели не устанавливаются на современные автомобили; они используются только в мотоциклах и в качестве стартеров в приводах тракторов. Цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из следующих тактов:
Порядок работы 4 цилиндрового двигателя дизель
Как правило, автовладельцы не беспокоятся о функционировании цилиндров двигателя своего автомобиля и ограничиваются знанием их количества. И в большинстве случаев просто нет необходимости вдаваться в такие технические подробности. Но информация о деятельности цилиндров оказывается полезной, например, когда необходимо отрегулировать зажигание или клапаны, в других ситуациях саморегулирования и ремонта, когда необходимо отремонтировать автомобиль без возможности приехать в мастерскую, или просто в желании сделать все самому. Ниже мы узнаем, как работает 4-цилиндровый двигатель, и изучим последовательность работы некоторых других механизмов.
Все, наверное, знакомы с общим принципом работы бензинового или дизельного двигателя — топливо сгорает в цилиндрах, создавая давление газа, которое приводит в движение поршни, и мощность преобразуется в крутящий момент, передающийся на колеса.
Для бесперебойной работы двигателя сгорание происходит не во всех цилиндрах одновременно, а в определенном порядке. За это отвечают следующие лица:
- конструкция зубчатой передачи,
- углы между коленчатыми валами,
- расположение цилиндров — V-образное или рядное,
- конструкция системы зажигания для бензиновых автомобилей и HPI для дизельных автомобилей.
Как проходит рабочий цикл
Весь процесс впрыска топлива, зажигания, работы поршня и выпуска отработавших газов называется «рабочим циклом». В качестве примера возьмем четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который является стандартным для многих автомобилей.
Цикл, как следует из названия, разделен на четыре фазы:
В этом состоянии впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт, поршень опускается вниз, и подготовленная топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр.
Все клапаны в цилиндре закрыты, поршень движется вверх и сжимает впрыснутую ранее смесь до заданных параметров.
Клапаны остаются открытыми, смесь воспламеняется и образует газы. Под их давлением поршень движется вниз и вращает коленчатый вал.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля
Вторая половина дня. Изучите
что происходит в одном из цилиндров работающего дизельного двигателя.
Впуск — первый такт.
Он движется вниз и создает вакуум, как насос. За счет перепада давления цилиндр заполняется чистым воздухом. Выпускной клапан закрыт. В конце хода впускной клапан также закрыт.
В конце хода давление в цилиндре составляет 0,09 МПа, а температура — 30-50ºC.
Сжатие — второй такт.
Она продолжает двигаться и движется вверх. Два клапана закрыты, поэтому возникает избыточное давление, и температура повышается. Температура достигает 600 ºC, а давление — 4 МПа.
Мелко распыленная порция дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через форсунку. Мелкие частицы топлива, соприкасающиеся с горячим сжатым воздухом и стенками цилиндра, воспламеняются и в основном сгорают.
Расширение или рабочий ход — третий такт.
Поршень движется вниз. Во время этого хода топливо
полностью сгорел. Во время хода клапаны закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000 градусов, а давление повышается до 8 МПа.
Под высоким давлением
Под действием высокого давления расширяющихся газов поршень движется вниз и передает полученное усилие через шатун на коленчатый вал, который таким образом приводится во вращение.
В конце хода давление
снижается до 0,4 МПа, а температура до 700 градусов Цельсия.
Выпуск — четвертый такт.
перемещается вверх, и выпускной клапан открывается. Выхлопные газы сначала выталкиваются из цилиндра под действием давления, а затем выталкиваются поршнем.
В конце хода выпускной клапан
закрывается, а впускной клапан открывается.
Рабочий цикл повторяется
Подписаться на
подписывайтесь на канал и ставьте лайк!
Знание последовательности работы цилиндров и последовательности операций в цикле работы двигателя, вероятно, не является необходимым для большинства водителей. Однако в некоторых случаях эти знания необходимы.
Порядок работы рядного 4 цилиндрового двигателя
Последовательность работы 4-цилиндрового двигателя описывается как X-X-X-X, где X — количество цилиндров. Это обозначение указывает на порядок циклов работы цилиндров.
Порядок расположения цилиндров зависит от углов поворота коленчатого вала, конструкции механизма газораспределения и системы зажигания бензинового двигателя. В дизельном двигателе положение системы зажигания в этом порядке занимает ТНВД.
Конечно, эти знания не нужны для управления автомобилем.
При регулировке фаз газораспределения, замене ремня ГРМ или выравнивании зажигания необходимо знать последовательность цилиндров. Кроме того, полезно знать порядок работы при замене высоковольтных кабелей.
Рабочий цикл
В зависимости от количества тактов, составляющих цикл, двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные. Двухтактные двигатели не устанавливаются на современные автомобили; они используются только в мотоциклах и в качестве стартеров в приводах тракторов. Цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из следующих тактов:
- Впуск — выпускной клапан закрыт, впускной клапан открыт, поршень движется вниз и поступает воздушно-топливная смесь.
- Компрессия — все клапаны закрыты, поршень движется вверх, сжимая воздушно-топливную смесь.
- Запуск по таймеру — клапаны остаются закрытыми, в конце предыдущего запуска искра воспламеняет сжатую смесь. Под давлением газов и сгоревшей смеси поршень движется вниз, вращая коленчатый вал.
- Испарение — В конце предыдущего такта открывается выпускной клапан. Поршень, приводимый в движение коленчатым валом, движется вверх и выбрасывает продукты сгорания в выпускной коллектор.
Дизельный цикл отличается тем, что во время цикла впуска всасывается только воздух. Топливо, с другой стороны, впрыскивается под давлением после сжатия воздуха, а воспламенение происходит, когда дизель вступает в контакт с воздухом, нагретым в результате сжатия.
Нумерация
Нумерация цилиндров рядного двигателя начинается с цилиндра, расположенного дальше всего от коробки передач. Другими словами, со стороны ремня или цепи ГРМ.
В коленчатом валу 4-цилиндрового рядного двигателя коленчатые валы первого и последнего цилиндров расположены под углом 180° друг к другу. И под углом 90° к коленчатым валам средних цилиндров. Поэтому для обеспечения оптимального угла атаки движущих сил на коленчатые валы порядок расположения цилиндров 1-3-4-2, как в двигателях внутреннего сгорания ВАЗ и «Москвич», или 1-2-4-3, как в газовых двигателях.
Чередование ударов 1-3-4-2
По внешним признакам невозможно определить порядок расположения цилиндров двигателя. Прочитайте об этом в руководствах производителей. Самый простой способ узнать порядок расположения цилиндров двигателя — заглянуть в руководство по техническому обслуживанию вашего автомобиля.
Более дорогие автомобили имеют по две пары впускных и выпускных клапанов на цилиндр двигателя — всего 16 клапанов. Эти системы имеют два распределительных вала, которые требуют сложного механизма синхронизации.
Очередность цилиндров
Цилиндры пронумерованы, в документации они описываются в виде A-B-C-D, заменяя буквы цифровым обозначением. Нумерация начинается со стороны цепи или ремня ГРМ — с цилиндра, наиболее удаленного от коробки передач. Цилиндр с цифрой 1 называется главным цилиндром.
Важно: Если цилиндры работают один за другим, они не должны находиться рядом друг с другом. На этой основе производители двигателей разработали некоторые системы с переменным ходом поршня.
Баллоны оснащены клапанами, через которые газы входят и выходят. Управление клапанами осуществляется специальным устройством — распределительным валом, на поверхности которого особым образом установлены специальные кулачки. Их расположение определяет, как они функционируют: Профиль и высота кулачка влияют на моменты закрытия и открытия, размер проходного сечения газового канала, а также на способ перемещения клапана в зависимости от текущего угла коленчатого вала.
Версия распределительного вала:
Цикл типичного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания составляет 2 оборота или 720 градусов (360 и 360). Коленчатые валы» смещены под углом таким образом, чтобы мощность поршней двигателя непрерывно передавалась на вал. Угол зависит от модели двигателя, соотношения коленчатого вала и количества цилиндров.
Давайте рассмотрим типичное расположение в некоторых двигателях.
Рядный 4-цилиндровый
Существует две распространенные конструкции таких двигателей внутреннего сгорания:
Первый относится к расположению цилиндров в один ряд, при этом поршни двигателя вращаются на общем коленчатом валу. Двигатели часто обозначаются аббревиатурой I4 или L4, название Inline 4, хотя встречаются и варианты. Инженеры располагают цилиндры как вертикально, так и под углом — в зависимости от конструкции двигателя.
Пример блоков цилиндров:
Такое расположение цилиндров часто используется в серийных моделях автомобилей и в транспортных средствах, где важна простота обслуживания и ремонта — внедорожники, автомобили такси и т.д.
Коленчатые валы четырехцилиндрового двигателя, соединенные последовательно, имеют угол 180° к коленчатому валу цилиндров 1 и 4 и угол 90° к коленчатому валу цилиндров 2 и 3. Для установления оптимального соотношения движущих сил, действующих на коленчатые валы, двигатели работают поочередно:
- 1-2-4-3 — наименее распространенная система,
- 1-3-4-2 — наименее популярный, основной вариант.
В отечественных автомобилях последовательность четырехцилиндровых двигателей второго типа используется, например, в продукции группы ВАЗ, а первый связан с некоторыми двигателями ЗМЗ.
4-цилиндровая оппозитная компоновка
В таком двигателе «горшки» расположены в два ряда под углом 180 градусов. Это позволяет сбалансировать агрегат и понизить центр тяжести, при этом коленчатый вал испытывает меньшую нагрузку. Это позволяет двигателю выдавать больше мощности и больше оборотов при том же весе.
Цилиндры в этих двигателях работают по отличной системе: основной двигатель 1-3-2-4 и альтернативный двигатель 1-4-2-3.
Здесь поршни достигают так называемой «верхней мертвой точки», часто называемой TDC, с обеих сторон одновременно.
Интересно: Существуют двигатели с V-образными блоками на 4 цилиндра, но такие экземпляры относительно редки на рынке, основная их масса — серийные и наоборот.
Таким образом, рабочий цикл двигателя состоит из синхронизации клапанов. Общая нагрузка на коленчатый вал должна быть равномерной, чтобы вал не сломался самопроизвольно и двигатель работал ровно.
Рядный 4-цилиндровый
Существует две распространенные конструкции таких двигателей внутреннего сгорания:
Первый относится к расположению цилиндров в один ряд, при этом поршни двигателя вращаются на общем коленчатом валу. Двигатели часто обозначаются аббревиатурой I4 или L4, название Inline 4, хотя встречаются и варианты. Инженеры располагают цилиндры как вертикально, так и под углом — в зависимости от конструкции двигателя.
Такое расположение цилиндров часто используется в серийных моделях автомобилей и в транспортных средствах, где важна простота обслуживания и ремонта — внедорожники, автомобили такси и т.д.
Коленчатые валы четырехцилиндрового двигателя, соединенные последовательно, имеют угол 180° к коленчатому валу цилиндров 1 и 4 и угол 90° к коленчатому валу цилиндров 2 и 3. Для установления оптимального соотношения движущих сил, действующих на коленчатые валы, двигатели работают поочередно:
- 1-2-4-3 — наименее распространенная система,
- 1-3-4-2 — наименее популярный, основной вариант.
В отечественных автомобилях последовательность четырехцилиндровых двигателей второго типа используется, например, в продукции группы ВАЗ, а первый связан с некоторыми двигателями ЗМЗ.
4-цилиндровая оппозитная компоновка
В таком двигателе «горшки» расположены в два ряда под углом 180 градусов. Это позволяет сбалансировать агрегат и понизить центр тяжести, при этом коленчатый вал испытывает меньшую нагрузку. Это позволяет двигателю выдавать больше мощности и больше оборотов при том же весе.
Цилиндры в этих двигателях работают по отличной системе: основной двигатель 1-3-2-4 и альтернативный двигатель 1-4-2-3.
Здесь поршни достигают так называемой «верхней мертвой точки», часто называемой TDC, с обеих сторон одновременно.
Интересно: Существуют двигатели с V-образными блоками на 4 цилиндра, но такие экземпляры относительно редки на рынке, основная их масса — серийные и наоборот.
Пятицилиндровые
Это агрегаты с 5 цилиндрами, расположенными последовательно. Относительная деформация торца шейки коленчатого вала составляет 72 градуса. Существуют двухтактные и четырехтактные модели, и для первых (двухтактных двигателей) последовательность включения 1-2-4-3-5 является типичной оптимальной последовательностью включения блока цилиндров для этих двигателей. Это обеспечивает равномерное сгорание топлива. Эти двигатели широко используются в морских приложениях.
В легковых автомобилях инженеры сообщили о другой последовательности работы для стандартных «литых» 5-цилиндровых двигателей — система 1-2-4-5-3.
Если мы рассмотрим теорию работы двигателя, но не запутаемся, то увидим следующее. Четырехтактный двигатель завершает один полный цикл за два оборота коленчатого вала. В пересчете на градусы это равно 720. У двухтактного двигателя — 3 600.
6-ти цилиндровый
В зависимости от расположения цилиндров 6-цилиндровые двигатели могут быть рядными, V-образными и оппозитными. В 6-цилиндровом двигателе существует множество различных порядков расположения цилиндров в зависимости от типа блока двигателя и коленчатого вала, используемого в нем.
Рядный
Традиционно используется такими компаниями, как BMW и некоторыми другими. Коленчатые валы расположены под углом 120° друг к другу.
Существует три типа команд синхронизации:
1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 1-3-5-6-4-2
V-образный
Угол между цилиндрами в этих двигателях составляет 75 или 90 градусов, а угол между коленчатыми валами — 30 и 60 градусов.
Последовательность цилиндров 6-цилиндрового V-образного двигателя может быть следующей:
1-2-3-4-5-6 1-6-5-2-3-4
Оппозитный
6-цилиндровый V-twin встречается в Subaru, это традиционное расположение двигателя для японцев. Угол между коленчатым валом коленчатого вала коленчатого вала коленчатого вала коленчатого вала составляет 60 градусов.
Порядок работы двигателей — 1-4-5-2-3-6.
8-ти цилиндровый
В 8-цилиндровых двигателях кривошипы расположены под углом 90 градусов друг к другу, поэтому двигатель имеет 4 такта и два цилиндра работают одновременно на каждом такте, что влияет на гибкость двигателя. 12-цилиндровый двигатель работает еще более плавно.
В таких двигателях обычно используется одинаковый порядок расположения цилиндров: 1-5-6-3-4-2-7-8 .
Но Ferrari использовала другую систему — 1-5-3-7-4-8-2-6 .
В этом разделе каждый производитель использовал только ту последовательность, с которой он знаком.
12-ти цилиндровый
Самые используемые автомобили имели 12-цилиндровые двигатели, например, Ferrari, Lamborghini или VW12, которые более распространены в нашей стране.
Последовательность следующая:
1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 в Ferrari 456M GT V12 2001 года 1-7-4-10-2-8-6-12-3-9-5-11 в Lamborghini Diablo VT 1997 года 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9 в Audi VW Bentley с двигателем W12.
