Порядок работы трехцилиндрового двигателя

Трехцилиндровые двигатели

Трехцилиндровые двигатели достаточно распространены в автомобиле- и тракторостроении. Обычно их применяют в ДВС с рабочим объемом 0,8—1,2 л.

С учетом обеспечения равномерного чередования рабочих ходов угол расклинки кривошипов (угол между плоскостями соседних колен) в ДВС типа R3 должен быть равен 120°. Соответствующая схема коленчатого вала показана на рис. 3.9 (возможен еще один вариант, в котором второе и третье колена меняются местами).

Рис. 3.9. Схема коленчатого вала, силы инерции от ВПДМ и моменты этих сил рядного 3-цилиндрового ДВС R3

Интервал между вспышками для 4-тактного ДВС при равномерном чередовании вспышек должен составлять величину 720°/3 = 240°, для 2-тактного — 360°/3 = 120°. Для схемы на рис. 3.7 порядок работы 4-тактного ДВС — 1—2—3; 2-тактного — 1—3—2.

Силы инерции от ВПДМ 1-го (Pj ) и 2-го (Р;2) порядков в каждом цилиндре действуют по оси цилиндра (рис. 3.9). Таким образом, эти силы параллельны и лежат в одной плоскости. Результирующие этих сил находятся алгебраическим суммированием соответствующих сил в отдельных цилиндрах:

Результирующие моменты от этих сил (?Mj и ^ Mj2) можно находить относительно любой точки, так как суммы сил равны нулю. Моменты лежат в плоскости расположения сил, т. е. в плоскости осей цилиндров (на рис. 3.9 в вертикальной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала). Выражения для моментов сил относительно точки пересечения оси 2-го цилиндра с осью коленчатого вала (точка С на рис. 3.9, где а — расстояние между осями цилиндров) имеют вид

Преобразования в показанных выражениях результирующих сил ?P;i, ^Pj2 и моментов ^М;1, ^Mj2 выполнены по известным формулам тригонометрии. Анализ более сложных конструкций ДВС (например, 5-цилиндровых) целесообразно выполнять с использованием компьютерных технологий. Ниже (см. параграф 3.5) показан метод определения результирующих сил инерции ВПДМ и моментов от этих сил в среде Mathcad.

Итак, силы инерции от ВПДМ в ДВС R3 уравновешены, а моменты от этих сил не уравновешены: они действуют в вертикальной плоскости, проходящей через оси цилиндров. С учетом полученных выражений для моментов сил инерции видно, что они меняются гармонически. Максимального значения момент от сил инерции 1-го порядка достигает при угле поворота коленчатого вала ф = -30° (за 30° до прихода поршня 1-го цилиндра в ВМТ), момент от сил 2-го порядка при ф = 15°.

Оценим теперь действие центробежных сил и результирующего момента от них в рассматриваемом ДВС. Центробежные силы действуют на каждом колене по радиусу кривошипа. Величина каждой определяется по формуле (см. главу 1) PCK=Mr-R • ш 2 . Поскольку центробежные силы не параллельны друг другу, их результирующую необходимо находить как векторную сумму

То же относится и к оценке результирующего момента ^ Мс от этих сил. Таким образом, необходимо найти как величину (модуль), так и направление действия векторов ?Рс и ?Мс. Обычно вычисления этих сил и моментов выполняют довольно громоздкими графоаналитическими способами [10, 13].

Покажем простой способ определения результирующей центробежных сил и моментов в рядных ДВС по данным найденных значений ^ Pj и ^ М;— .

Определим проекцию результирующей центробежных сил на ось 1-го цилиндра (вертикальную ось У) для рассматриваемого ДВС:

Для ДВС с другим числом цилиндров выражение (3.6) будет иметь иное число гармонических составляющих. Это выражение после преобразований можно привести к гармонической функции вида: Л-соз(ф + 5), где Л — амплитуда, соответствует модулю результирующей центробежной силы; угол § соответствует направлению действия результирующей центробежной силы относительно плоскости 1-го колена (откладывать угол 8 относительно радиуса кривошипа нужно против направления вращения). Формула (3.6) аналогична (3.2) для результирующей сил

инерции ВПДМ 1-го порядка . Отличие лишь в значении массы: учитывается масса неуравновешенных вращающихся масс (Мг), а не совершающих возвратно-поступательное движение (М). Таким образом, по формуле для результирующей силы инерции от ВПДМ 1-го порядка можно определить проекцию результирующей центробежных сил на вертикальную ось. Наибольшее значение соответствует модулю, фазовый сдвиг показывает направление результирующей сил инерции вращающихся масс КШМ относительно радиуса первого колена. Аналогичным образом по формуле для результирующего момента ? Mj могут быть определены модуль и направление результирующего вектора момента центробежных сил ^ Мс.

Таким образом, находим, что в ДВС типа R3 результирующая центробежных сил ^Рс = 0 (как и ^Рл из выражения (3.2)), т. е. двигатель самоуравновешен от действия центробежных сил. Результирующий момент от центробежных сил Хмс = = [За-Мг -Р-со 2 . Он действует в плоскости, проходящей через ось коленчатого вала, расположенной под углом 30° к плоскости 1-го колена (следует из выражения (3.4)).

Для уравновешивания центробежного момента в ДВС R3 устанавливают нащечные противовесы, как показано на рис. 2.3. При установке противовесов по схеме, показанной на рис. 2.3, а, обеспечивается не только внешнее, но и внутреннее уравновешивание ДВС от действия центробежных сил (см. параграф 2.2).

В настоящее время в большинстве серийно выпускаемых конструкций 3-цилиндровых двигателей уравновешивают еще и момент от сил инерции ВПДМ 1-го порядка ?М;1. Общий принцип уравновешивания этого момента рассмотрен в параграфе 2.4 и показан на рис. 2.14, в. Для рассматриваемого ДВС возможная схема размещения четырех противовесов (попарно) на коленчатом и одном балансирном валу показана на рис. 3.10.

Для обеспечения уравновешивания момента ^M;i необходимо, чтобы статические моменты противовесов расположенных на балансирном и коленчатом валах удовлетворяли условиям

Суммарный момент от двух пар противовесов должен быть равен уравновешиваемому моменту ?М;1 (см. выражение (3.4)), откуда окончательно имеем: 2Мпр1пр -К = Тза-M-R.

Рис. ЗЛО. Схема уравновешивания момента от сил инерции

ВПДМ 1-го порядка с помощью балансирного вала в ДВС типа R3

Радиус-векторы противовесов должны быть расположены под углом 30° к плоскости 1-го колена (как показано на рис. ЗЛО). Ось балансирного вала должна быть параллельна оси коленчатого вала. Противовесы (Мпрпр и Мпр2пр2 на рис. 3.10) можно выполнять не только на щеках, но и в виде приливов на шкиве и маховике коленчатого вала. Вместо этих двух противовесов можно применить шесть противовесов, устанавливаемых на каждой щеке коленчатого вала, как показано на рис. 2.3, а. В этом случае их целесообразно объединить с противовесами, служащими для уравновешивания центробежного момента ?МС. Тогда общий дисбаланс каждого из шести нащечных противовесов определиться по формуле МПр=гпр=0,5(0,5М + Мг)-К.

Уравновешивание момента ^М;1 обеспечивается при любом месте расположения балансирного вала в силовом агрегате. Следует иметь в виду, что на опоры балансирного вала передается существенный опрокидывающий момент. Поэтому необходимо обеспечить жесткость и прочность подшипникового узла и опор.

Неуравновешенный момент ^М;— от сил инерции ВПДМ 2-го порядка в этом ДВС (см. выражение (3.5)) в принципе можно уравновесить двумя балансирными валами, вращающимися с удвоенной угловой скоростью во взаимно противоположных направлениях, как показано в параграфе 2.4 и на рис. 2.14, г. Однако обычно его не уравновешивают. Во-первых, возмущающее действие момента ^MJ2 (°Д ениваемое по импульсу сил момента) в 8 раз меньше, чем от действия момента ?МЛ (см. главу 1). Во-вторых, применение еще двух дополнительных балансирных валов нерационально по конструктивным соображениям.

Однорядные трехцилиндровые четырехтактные двигатели

Схема трехцилиндрового двигателя с кривошипами под углом 120° (рис. 81) применяется как для четырех- (Д130 производства ВМТЗ, «Перкинс» РЗ и др.), так и для двухтактных (DKW, «Торнер» ЗЛ 90 и др.) двигателей. В случае применения этой схемы для четырехтактных двигателей обеспечивается равномерное чередование вспышек через 240° при порядке работы 1 —2 — 3, а для двухтактных двигателей — через 120° при порядке работы 1—3 — 2.

Рис. 81. Уравновешивание трехцилиндрового двигателя

Для дизелей Д130 второй кривошип коленчатого вала имеет угол заклинки 240°, а третий — 120°, поэтому порядок их работы: 1 — 3 — 2.

Проектируя центробежные силы инерции на ось у (рис. 81, б), получим:

^ КГ1 — Кг 2Kr cos60° = тггео 2 — 2mrr( 2 cos60° — 0.

Здесь приняты те же обозначения, что и для двухцилиндровых двигателей.

Рассматривая суммарные силы инерции первого ^ PjX и второго

порядков Pj2, будем учитывать расположение кривошипов относи-

тельно первого. Для этого угол поворота каждого последующего кривошипа по сравнению с первым увеличивается на соответствующий угол 5 поворота кривошипов.

Силы инерции первого и второго порядков в рассматриваемом двигателе также взаимно уравновешиваются:

Для сил инерции второго порядка:

Определим суммарный момент центробежных сил Мк. Приложим к точке 0 (рис. 81) системы сил, равных и противоположно направленных центробежным силам Кг, действующим в кривошипах II и III. После приведения этих сил получаем два момента МКгП и Мкш, действующих в плоскостях второго и третьего кривошипов:

Читайте также  Порядок работы восьмицилиндрового двигателя

Представим эти моменты на векторной диаграмме (рис. 82), выбрав оси х и у, как показано на рис. 81. Вектор OB = Мк ш направлен перпендикулярно плоскости третьего кривошипа III и он положительный (проекции его на оси х и у положительны), так как вращение, создаваемое моментом Мк ш, — против хода часовой стрелки с положительного направления оси у. Вектор ОС = Мки принимает отрицательное значение.

Рис. 82. Векторная диаграмма для определения величины и плоскости действия момента МКг трехцилиндрового двигателя

По теореме косинусов равнодействующий момент равен

Угол а между векторами Мк п и Мк определяется из треугольника ОЛВ (рис. 18) по теореме синусов:

Откуда

Момент Мк , следовательно, действует в плоскости, совпадающим с вектором ОС, перпендикулярном к вектору Мк и составляющей с плоскостью первого кривошипа угол 30°. Устанавливая в этой плоскости противовесы на продолжении щек коленчатого вала (рис. 70), можно полностью уравновесить момент Мк .

Масса противовесов выбирается из условия

Момент от сил инерции Рд относительно оси х (рис. 81), проходящей через середину первого кривошипа перпендикулярно оси коленчатого вала, равен (учитываются моменты сил от второго и третьего кривошипов):

Исследуя выражение (22) на максимум, получим:

Уравновешивание момента Mjls проводится с помощью внешних противовесов, устанавливаемых на коленчатом и дополнительном 1 валах (по разные стороны от них), причем вал 1 вращается с угловой скоростью (о, как и коленчатый вал, но в противоположную сторону (см. рис. 81). Так как если первый кривошип повернется на угол 150 или 330°, то в плоскости, проходящей через оси цилиндров возникает максимальный момент M.[s max от сил инерции первого порядка. Поэтому внешние противовесы тпрМ. располагаются под углом 30° к плоскости первого кривошипа (когда он повернется на 150 или 330°, то моменты от центробежных сил инерции внешних противовесов будут располагаться в плоскости, параллельной плоскости, проходящей через оси цилиндров, уравновешивая тем самым Mjls max). Как было показано при уравновешивании двухцилиндровых двигателей, горизонтальные составляющие сил инерции внешних противовесов взаимно уравновешиваются. Кроме того, плоскость действия уравновешивающего момента также не совпадает с плоскостью оси цилиндров.

Уравновешивание моментов сил инерции первого порядка по такой схеме проводится на дизелях Д130 «Владимирского моторо-тракторного завода», а также на двигателях GMC.

Момент от сил инерции Pj2 относительно оси х (см. рис. 81), проходящей через середину первого кривошипа перпендикулярно оси коленчатого вала, равен (учитываются моменты сил от второго и третьего кривошипов):

а его наибольшее значение

Вопросы для самопроверки

  • 1. Уравновешены ли центробежные силы инерции в трехцилиндровом однорядном двигателе?
  • 2. Как уравновешивается момент центробежных сил в трехцилиндровом однорядном двигателе?
  • 3. Можно ли уравновесить момент центробежных сил в трехцилиндровом однорядном двигателе установкой противовесов на продолжении щек коленчатого вала?
  • 4. Как уравновешивается момент сил инерции первого порядка в трехцилиндровом однорядном двигателе?
  • 5. Как располагаются противовесы для уравновешивания момента центробежных сил по отношению к плоскости первого кривошипа, если второй кривошип располагается под углом 120°, а третий 240°?
  • 6. Как располагаются противовесы для уравновешивания момента центробежных сил по отношению к плоскости первого кривошипа, если второй кривошип располагается под углом 240°, а третий 120°?

alexvishnya › Блог › Трёхцилиндровые бензиновые двигатели PSA

ТРЕХЦИЛИНДРОВЫЕ БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ СЕМЕЙСТВА EB — это новое поколение двигателей представляет собой подлинный прорыв с точки зрения
обеспечения прекрасных показателей топливной экономичности и выбросов CO2 при
сохранении высокого уровня удовольствия от вождения и превосходных тягово-
динамических характеристик. Двигатели предлагаются в двух версиях с различным
рабочим объемом – 1.0 л и 1.2 л.

Указанные двигатели, имеющие кодовое обозначение EB, были полностью разработаны
Группой PSA, начиная с постановки амбициозного технического задания, которое
заключалось в снижении выбросов CO2, улучшении топливной экономичности,
оптимизации массогабаритных показателей и повышении литровой мощности до уровня
50 кВт/л с целью повышения удовольствия от вождения и тягово-динамических
характеристик.

По сравнению с четырехцилиндровым двигателем такой же мощности трехцилиндровый
агрегат 1.2 VTi (EB2) рабочим объемом 1.2 л имеет на 21 кг меньшую массу, а также на 25%
лучшую топливную экономичность и меньшие выбросы CO2 .

Эти характеристики стали результатом серьезных научно-исследовательских исследований,
реализованных в 52 патентах, которые охватывают промышленные и технологические
области. Из этого общего количества 23 патента относятся к конструкции двигателя и его
навесного оборудования, 20 — к системам управления двигателя, и 9 – к новшествам в
сфере технологии и оборудования.

Эффективные технологии

Потери на трение составляют примерно 1/5 всей вырабатываемой мощности двигателя.
Следовательно, здесь существует большое поле для дальнейшего совершенствования. В
двигателях семейства EB потери на трение снижены на 30 % благодаря использованию
различных технологических и конструктивных решений:

использование углеродного алмазоподобного покрытия поршневых пальцев,
поршневых колец и толкателей клапанов;

использование интегрированного в картер «мокрого» ремня привода ГРМ (погружён
нижним изгибом в «масляную ванну» с моторным маслом) для снижения уровня
шума работы;

использование дезаксиального (описание см. ниже) кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Процесс сгорания был оптимизирован путем улучшения аэродинамических показателей
камеры сгорания, а именно каналов впуска и конструкции головки поршня, а также за счет
адаптации системы зажигания к работе при высоком содержании остаточных газов в
рабочей смеси.

В головке блока цилиндров, изготавливаемой из алюминиевого сплава, расположены
следующие компоненты: клапанный механизм, выполненный по схеме четыре клапана на
один цилиндр, система распределённого впрыска топлива во впускной коллектор, а также
система непрерывного регулирования фаз впускных и выпускных клапанов (VVT).

Кроме того, головка блока цилиндров изготавливается литьем по выплавляемой модели
(PMP). Завод во французском городе Шарлевиле является одним из немногих предприятий
в мире, которые в совершенстве освоили этот технологический процесс. Его применение
позволяет уменьшить количество деталей и сборочных операций, ведь для двигателей
семейства EB такие элементы, как выпускной коллектор, патрубок выхода охлаждающей
жидкости и опора двигателя, являются частью головки блока цилиндров.

В рассматриваемых трехцилиндровых двигателях используются и другие усовершенствования, среди которых насос системы смазки с переменной
производительностью. Управление насосом осуществляется по критерию обеспечения
оптимального давления масла на любом режиме.

Также для ускорения прогрева с целью снижения уровня выбросов CO2 в двигателях
данного семейства используется система охлаждения с разделенными контурами
(SplitCooling). При пуске двигателя контуры охлаждения головки и блока цилиндров
изолированы друг от друга для повышения скорости прогрева.

Двигатель VTi с рабочим объемом 1,2 л оснащается уравновешивающим валом. (описание см. ниже) Он вращается в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Данная система предназначена для снижения уровня вибраций и повышения акустического
комфорта.

Предназначенный для версий начального уровня двигатель 1.0 VTi (EB0) рабочим объемом
1.0 л и мощностью 50 кВт (68 л.с.) открывает ряд бензиновых версий Peugeot 208, начиная
с таких показателей, как 99 г CO2 на 1 км и 4,3 л/100 км в комбинированном цикле.
Улучшение по сравнению с предшествующей моделью составило 46 г/км по уровню
выбросов CO2 и 2 л/100 км по расходу топлива. Ряд завершает двигатель 1.2 VTi (EB2)
рабочим объемом 1.2 л. Его мощность составляет 60 кВт (82 л.с.), а уровень выбросов CO2
равен 104 г/км.

Дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм это КШМ, у которого ось поршневого
пальца смещена (смещение составляет 0,05…0,1 радиуса кривошипа коленчатого вала)
относительно оси поршня (цилиндра). Это делается с целью уменьшить разницу в давлениях
поршня на правую и левую половины цилиндра, обеспечить более равномерный износ
цилиндров, уменьшить удары кромок поршня при его перекладке.

Уравновешивающий вал установлен в нижней части блока цилиндров и приводится от
коленчатого вала через пару шестерен. Он вращается с частотой коленчатого вала, но в
противоположном направлении. В результате поступательного движения поршней и
шатунов создаются силы, вызывающие колебания двигателя. Последние могут
передаваться через опоры силового агрегата на кузов автомобиля. Уравновешивающий
вал создает усилия, противодействующие силам инерции поршней, шатунов и коленчатого
вала.

Графики внешних скоростных характеристик и размеры двигателей семейства EB:

Трехцилиндровые

Несколько лет назад многие автопроизводители предложили 3-цилиндровые моторы. Такие агрегаты можно рассматривать в качестве примера даунсайзинга, который в настоящее время охватил всю автомобильную промышленность.

Но три цилиндра – это не новшество. Японцы уже давно использовали подобные двигатели в своих маленьких машинках (например, Suzuki и Daihat su ). Такая конструкция дает ряд преимуществ: меньше вес, дешевле производство и невысокий расход топлива. Звучит великолепно, но реальность несколько иная.

Читайте также  Оборудование для производства электродвигателей

Так расход топлива не соответствует заявленному, а больше нагрузки существенно влияют на долговечность. Со временем начинают раздражать сравнительно высокая вибрация и посредственная динамика. Да, есть моторы, которые практически не имеют проблем. Например, уважаемый механиками R 3 от Toyota .

Toyota 1.0

1-литровый двигатель Тойота, выпускаемый с 2005 года, один из лучших трецилиндровиков последних лет. Изначально он предназначался для малыша Aygo, разработанного совместно с концерном PSA. Он же достался и соплатформенным французам: Citroen C1 и Peugeot 107.

Базовая конструкция была позаимствована в Daihatsu. Инженеры Тойота модернизировали двигатель: снизили вес, повысили степень сжатия, установили систему изменения фаз газораспределения и привод ГРМ цепного типа. Результат превзошел все ожидания. Эффективный, маленький и легкий (изготовлен из алюминия) агрегат идеально подошел небольшому городскому автомобилю. Позже он достался более крупному Yaris второго поколения. На рынке существует две версии мотора, символически различающиеся мощностью – 68 и 69 л.с.

Стоит признать, что высокой динамики от литрового атмосферника ждать не стоит. Aygo разгоняется до 100 км/ч за 14,2 секунды, но городских 60-70 км/ч он достигает достаточно живо. Расход топлива при спокойной манере вождения лежит в пределах 5-5,5 л/100 км. В случае с крупным Yaris все не так радужно. Первой сотни удается достичь лишь спустя 16 секунд. Не стоит рассчитывать и на экономичность.

Но куда важнее то, что двигатель сравнительно надежный. При регулярном обслуживании и разумных нагрузках серьезных проблем не встречается, а мелкие сбои не требуют высоких затрат на устранение.

Volkswagen 1.2 HTP

Дебютировавший в 2001 году 3-цилиндровый немецкий мотор получил много положительных отзывов. Двигатель разработан с нуля, изготовлен из легкого сплава, оснащен приводом ГРМ цепного типа и балансирным валом. Силовой агрегат предлагался в исполнении с 2-мя (54 и 60 л.с.) или 4 клапанами на цилиндр (60, 64, 70 и 75 л.с.). Он должен был искушать низким расходом топлива, неплохой динамикой и хорошей прочностью. К сожалению, на деле все вышло несколько иначе.

Во-первых, даже при спокойном вождении средний расход топлива составлял около 7 литров, при обещанных без малого 6 литрах. Во-вторых, динамика 6-клапанных версий, мягко говоря, оставляла желать лучшего. Да, более мощные 12-клапанные модификации немного быстрее. Но 14,9 секунд до «сотни» на Fabia II с 1.2 HTP – это «очень средний» результат.

В-третьих, надежность моторов, собранных до 2006 года, была на очень низком уровне. Катушки зажигания, цепь и прогоревшие клапана принесли дурную славу. После доработки цепь и головка блока стали прочнее.

Двигатель R3 1.2 HTP устанавливался в автомобили «сегмента В» группы Volkswagen: Skoda Fabia, Seat Ibiza и VW Polo.

Opel 1.0

Это первый трехцилиндровик, который появился в небольших немецких автомобилях. Дебютировал он в 1997 году под капотом Opel Corsa B. Двигатель получил обозначение Х10ХЕ. К сожалению, вибрации, низкая мощность (54 л.с.) и слабая динамика не позволили собрать лестные отзывы. Приходилось бороться и с проблемами качества. Наиболее серьезным недостатком стала цепь ГРМ, которая быстро вытягивалась, а порой и рвалась. В довесок, наблюдались утечки масла, и давала сбой электроника.

Первая модернизация была проведена в 2000 году. В результате повысились производительность (58 л.с.) и долговечность. Обновленный двигатель получил маркировку Z10XE. Но кардинально ситуация изменилась лишь в 2003 году после выхода 60-сильной версии X10XE P (Twinport). По мнению механиков, качество существенно повысилось, а количество проблем ощутимо сократилось. Улучшилась и динамика. Средний расход топлива составлял около 5,5 л/100 км. В 2010 году появилась 65-сильная версия двигателя, а позже – 75-сильная.

1-литровый мотор Опель использовался в Agila и Corsa.

Volkswagen 1.2 TDI PD и 1.4 TDI PD

Оба маленьких дизельных агрегата с насос-форсунками появились в 1999 году. Самый младший исчез из списка предложений уже через несколько лет, в то время как 1.4 производился вплоть до 2010 года. 1,4-литровый агрегат можно встретить в моделях VW Group: Audi A2, VW Lupo, Polo, Seat Ibiza/Cordoba и Skoda Fabia.

В повседневной эксплуатации 1.4 TDI зарекомендовал себя неплохо. Он хорошо тянет, а средний расход топлива менее 5 л/100 км. С другой стороны, не каждому по душе работа данного мотора – немного напоминает газонокосилку.

Вызывает сомнения и долговечность. Проблемы появляются после 150-180 тыс. км. Чаще всего выходят из строя турбокомпрессор и топливный насос высокого давления, а временами сбоит электроника. Но самый серьезный недостаток – критическое увеличение осевого зазора коленчатого вала. Демонтаж и шлифовка мало оправданы из-за нарушения балансировки.

Smart 0.6-1.1

0,6-литровый R3 Смарт дебютировал в 1998 году. Двигатель предлагался в двух вариантах мощности: 45 и 55 л.с. Через год появился дизельный R3 – 0.8 CDI 41 л.с., а позже – бензиновый R3 объемом 0,7 л. К сожалению, вскоре выяснилось, что агрегат требует капитального ремонта уже после сравнительно небольшого пробега.

Более высоких оценок заслуживает 1,1-литровый бензиновый мотор, который с 2004 года использовался в Smart Forfour и Mitsubishi Colt. Позже ассортимент пополнил и 3-цилиндровый дизель объемом 1,5 л. Стоит отметить, что дизельные двигатели дороже в содержании и ремонте.

Заключение

Не обманывайте себя. Трехцилиндровые моторы созданы не только для того, чтобы сжигать меньше топлива (хотя на деле это не всегда получается), но и прежде всего, чтобы снизить издержки производства. Такие силовые агрегаты действительно дешевле в изготовлении. Помните, что двигатели R3 не относятся к долгожителям, а пробег порядка 200-250 тыс. км накладывает серьезный отпечаток на техническое состояние.

Как нумеруются цилиндры, виды их расположения в двигателе

С момента изобретения первого ДВС перед инженерами стояла очень ответственная цель –снять максимум мощности с конкретного объема силового агрегата. Стараясь решить эту задачу, конструкторы проводили эксперименты с числом и компоновкой камер сгорания.

В разное время в серийных моделях авто использовались, как маленькие одноцилиндровые ДВС, так и огромные агрегаты с 16-ю цилиндрами. На разных моделях камеры сгорания расположены и нумеруются по-разному и начинающему автолюбителю эта информация будет очень полезна.

Как располагаются цилиндры в двигателях

Существуют разные модели двигателей – это и старинные одно- и двухцилиндровые ДВС, традиционные рядные четырех- и шестицилиндровые модели.

Более крупные агрегаты имели V-образные блоки – такие агрегаты могли иметь восемь и более камер сгорания.

Рядное расположение

При рядном расположении в блоке цилиндры располагаются в один ряд. В такой конфигурации существуют двух, трех, четырех, пяти и даже шестицилиндровые моторы.

Двух- и трехцилиндровые ДВС сейчас устанавливаются на современных авто не так часто, хотя популярность их медленно набирает обороты.

Этому способствовали умные системы приготовления топливной смеси и турбины – например, турбированная версия двухцилиндрового ДВС хетчбека Fiat 500. Трехцилиндровый рядный двигатель можно встретить на «Деу Матиз» и многих других.

Что касается рядной «четверки», то такие блоки устанавливаются в большинстве двигателей для легковых авто – объемы таких движков начинаются от 1 л., а самый объемный рядный ДВС – 2,4 л. и более.

Пятицилиндровые двигатели с рядным расположением на автомобилях, производимых серийно, стали появляться в 70-х годах. В числе первых можно выделить дизельные модели Mercedes – они устанавливались в 1974 году на модели в кузове W123.

А уже в 1976 году построили пятицилиндровый мотор от Audi. Начиная с конца 80-х годов рядная пятерка уже никого не удивляла и успешно устанавливалась на самые разные автомобили Fiat, Volvo и других автобрендов.

Рядная «шестерка», которая в 80-х и 90-х была очень популярна в Европе, нынче превратилась в вымирающий вид.

Про восьмицилиндровые модели и говорить не стоит – с такой компоновкой давно попрощались еще в 30-е годы.

Почему? С увеличением объемов блоки также увеличивались. Это создавало конструкторам и инженерам массу проблем при компоновке.

К примеру, втиснуть рядную восьмерку в переднеприводный автомобиль получилось только в двух случаях – это Austin Maxi 2200, который производился в 60-х, и Volvo S80.

В два ряда

Как сделать большой рядный ДВС короче и компактнее?

Двигатель можно “разрезать” пополам, установить две части рядом и заставить поршни вращать один коленчатый вал. Такие моторы имеют форму буквы “V».

Здесь камеры сгорания располагаются в два ряда под углом друг к другу. Такая конфигурация очень популярна у производителей и уступает только рядной «четверке».

Самые популярные модели – это те, где угол развала блока составляет 60 и 90 градусов. В такой конфигурации можно встретить шести- , восьми- , двенадцатицилиндровые моторы.

В первые такой силовой агрегат появился на Lancia Aurelia, это был 1950 год. За счет своих компактных размеров автомобиль быстро стал популярным среди автомобилистов.

Читайте также  Двигатель d4dd технические характеристики

Восемь камер сгорания в этой конфигурации располагаются по четыре в два ряда. Это самая компактная компоновка для крупнообъемных ДВС. Самый большой объем за всю историю автомобилестроения в такой V-компоновке составлял 13 литров. В случае с двенадцатью цилиндрами разница только в их количестве.

Со смещением

Конструкторы и инженеры искали компромиссное решение, чтобы создать мощный и в тоже время компактный силовой агрегат для легковых авто в среднем классе. Двигатель со смещением – это шестицилиндровый V-образный блок.

Цилиндры расположены друг напротив друга в шахматном порядке. Шесть цилиндров под углом в 15 градусов образуют достаточно узкий и короткий агрегат. Среди примеров можно привести VR6, которые устанавливались на «Golf» от Фольксваген.

Оппозитный тип

Как известно, на V-образном блоке угол развала двух частей составляет – 90 или 60 градусов. Если угол развала между двумя частями будет 180 градусов, то это оппозитный двигатель.

Здесь цилиндры располагаются друг напротив друга, горизонтально. Коленчатый вал в таких моделях общий, установлен в центре, а поршни двигаются от него.

Одним из первых таких конструкций стала отечественная разработка, которая использовалась при строительстве дирижабля «Россия». Кстати, несмотря на передовую конструкцию ДВС, дирижабль в небо не взлетел. Также можно вспомнить французские агрегаты от Gorbon-Brille.

А тот, кто разработал и запустил традиционный привычный каждому оппозитный мотор, это Фердинанд Порше. Первая партия автомобилей «Жук» комплектовалась именно этими ДВС в 1937 году.

Аналогичную конструкцию применили и на «Ford» А, С, F. В 1920 году баварский автомобильный концерт предложил свою конструкцию оппозитного мотора.

Моторы W

В данных силовых агрегатах соединены для ряда камер сгорания с VR-расположением. В каждом ряду цилиндры размещаются под углом 15 градусов.

Оба ряда находятся под углом в 72 градуса. В случае с восьмицилиндровым мотором, блок представляет собой два V-образных блока, которые находятся под углом в 72 градуса.

Нумерация цилиндров в разных типах ДВС

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

  • Тип привода;
  • Тип ДВС, компоновка блока;
  • Поперечное либо продольное расположение агрегата под капотом;
  • Сторона вращения.

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

Примеры

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

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

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

Французы очень оригинальны и применяют два способа нумерации камер сгорания ДВС.

  • На рядных четверках нумерация начинается от маховика.
  • Если это V-образная шестерка, тогда ближний к радиатору ряд – это первые три цилиндра, а ряд ближе к салону – последние три.

Как определить порядок работы цилиндров

Разные версии однотипных ДВС могут работать по разным схемам. К примеру, ЗМЗ-402 мотор работает следующим образом – 1-2-4-3. А вот ЗМЗ-406 имеет другой порядок – 1-3-4-2.

Шестицилиндровые моторы с рядным расположением работают по такой схеме – 1-5-3-6-2-4.

Порядок работы восьмицилиндрового двигателя будет следующим – 1-5-4-8-6-3-7-2.

Тема обширная, поэтому обязательно поделись своим опытом или мнением в комментария ниже.

Работа цилиндров двигателя на разных типах моторов: порядок работы цилиндров

Как известно, на автомобили устанавливаются несколько различных типов ДВС. При этом кроме общеизвестного деления на бензиновые и дизельные силовые агрегаты, необходимо учитывать и то, что моторы отличаются по количеству цилиндров и расположению цилиндров. Если коротко, в подавляющем большинстве двигатели на авто ставятся рядные и V-образные моторы. Намного реже встречаются оппозитные двигатели и роторные двигатели.

Указанные моторы могут иметь заметные отличия в плане конструкции и общего количества цилиндров. Так или иначе, в ряде случаев необходимо знать, какой порядок работы цилиндров двигателя применительно к тому или иному ДВС. Далее мы рассмотрим порядок работы 4-х цилиндрового двигателя, V-образного мотора, оппозитного и т.д.

Порядок работы двигателя

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

  • Прежде всего, порядок работы цилиндров будет зависеть от чередования воспламенения топливной смеси в цилиндрах двигателя, а также угла чередования тактов. Так вот, рабочий цикл рядного четырехтактного мотора на 4 цилиндра проходит за 2 полных оборота коленчатого вала или же за 720 градусов. При этом чередование тактов осуществляется через 180 градусов.
  • Более наглядно начнем рассмотрение с рядной четверки. Например, для таких ДВС распространен порядок 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Другими словами, фактически, это и есть порядок зажигания двигателя. Если же рассматривать рядный 6-цилиднровый мотор, для рядной шестерки порядок 1-5-3-6-2-4.

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

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

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

Распространенные моторы и порядок работы цилиндров

В качестве примера для начала рассмотрим 4-цилиндровые рядные двигатели ЗМЗ и похожие агрегаты. Например, порядок работы цилиндров ЗМЗ-402:1-2-4-3, тогда как ЗМЗ-406:1-3-4-2. Мотор Audi 80 B3 имеет порядок работы 1-3-4-2. Чередование тактов происходит через 1800.

Как видно, сам порядок работы однорядного 4 — цилиндрового двигателя может быть 1-3-4-2 (характерно для ВАЗ) или 1-2-4-3 (в случае с моторами ГАЗ).

Еще добавим, порядок работы 12-и цилиндрового двигателя W-образного следующий: 1-3-5-2-4-6 для левых ГБЦ, тогда как для правых 7-9-11-8-10-12. Если просто, в таких моторах порядок работы цилиндров делится на два типа (подобно рядным «четверкам»):1-3-4-2 и 1-2-4-3.

Порядок работы 6-цилиндрового двигателя V-6 также отличается. Есть версии, где порядок:1-6-3-5-2-4 или 1-4-2-5-3-6. При этом порядок работы рядного мотора на 6 цилиндров и воспламенения смеси:1-5-3-6-2-4.Примечательно и то, что японские моторы Митсубиши MIVEC, 6G72, имеют порядок работы цилиндров 1-2-3-4-5-6.

  • Обратите внимание, как уже было сказано выше, шестицилиндровые V-образные двигатели являются наиболее проблемными в плане балансировки, то есть достаточно сильно вибронагружены.

Также производители в целях снижения уровня вибраций применяют разный порядок работы цилиндров. В качестве примера, на 8-и циинровом ДВС чередование тактов может быть 1-5-4-2-6-3-7-8 или же порядок работы цилиндров 1-5-4-8-6-3-7-2 (BMW M60), 1-3-7-2-6-5-4-8 и т.д. Получается, как и в случае с другими типами силовых агрегатов, 8-и цилиндровые моторы тоже не имеют четко определенного порядка работы цилиндров.

Полезные советы и рекомендации

Прежде всего, если в работе двигателя возникли неполадки или сбои, в рамках диагностики важно знать, какой порядок работы цилиндров того или иного ДВС. Это позволяет более точно определить проблемные цилиндры, точнее проверить работу системы зажигания и т.д.

В свою очередь, во время ремонта двигателя, особенно если ДВС данного типа специалистом раньше не ремонтировался, настоятельно рекомендуется заранее изучить порядок работы цилиндров конкретного силового агрегата. Это позволяет избежать целого ряда проблем и ошибок при сборке мотора.

Для того чтобы уточнить порядок работы цилиндров, необходимо изучить техническую документацию ремонтируемого двигателя. Помните, если не соблюдать порядок сборки двигателя, заметно возрастают риски последующей поломки силового агрегата.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что порядок работы цилиндров двигателя может отличаться. Это касается как рядных (например, 4-х или 6-и цилиндровых) моторов, так и V-образных двигателей или ДВС типа W12 и т.д.

По этой причине необходимо заранее изучать особенности конкретного ДВС, в том числе и его порядок работы. В свою очередь, это позволит избежать определенных сложностей при диагностике, а также во время ремонта конкретного силового агрегата.