Чтобы обеспечить равномерную нагрузку на коленчатый вал, каждый поршень имеет определенный момент движения. Такая последовательность обозначается как порядок работы цилиндров двигателя. На разных вариантах силовых агрегатов установлен свой порядок, который зависит от того сколько цилиндров и их тактичности.
Для обеспечения наилучшей производительности гильзы с последовательной работой расположены на расстоянии друг от друга. Количество цилиндров в ДВС влияет ни их расположение.
Тактичность
Передвижение поршня внутри цилиндров двигателя называется рабочим циклом. Цикл состоит из фаз газораспределения, которыми можно определить момент открытия и закрытия клапанов. В четырехтактном транспорте полный цикл проходит после поворота коленчатого вала на 720 градусов, двухтактного - за 360.
Чтобы обеспечить валу постоянное усилие во время рабочего хода в цилиндрах двигателя, колена агрегата расположены под определенным углом относительно друг друга. На величину угла влияет количество цилиндров, типа установки и расположение цилиндров.
Как определить порядок работы цилиндров ДВС в зависимости от тактов.
| Полуобороты коленчатого вала в цилиндрах дизельного и карбюраторного агрегата | Угол поворота | Нумерация цилиндров двигателя | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Первый | 0-180 | Выпуск отработанных газов | Рабочий такт | Впуск топлива, воздуха | |
| Второй | 180-360 | Впуск топлива, воздуха | Выпуск отработанных газов | Сжатие воздушно-топливной смеси | Рабочий ход |
| Третий | 360-540 | Сжатие воздушно-топливной смеси | Впуск топлива, воздуха | Рабочий ход | Выпуск отработанных газов |
| Четвертый | 540-720 | Рабочий ход | Сжатие воздушно-топливной смеси | Выпуск отработанных газов | Впуск топлива, воздуха |
Тактичность двигателя
Работа цилиндров двигателя заключается в следующих этапах:
- Впуск - поршень передвигается в нижнюю мертвую точку, при этом через впускной клапан происходит заполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью. Выпускной клапан закрыт.
- Сжатие - оба клапана закрыты, поршень передвигается в верхнюю мертвую точку, сжимая топливный состав. От сжатия температура в камере значительно возрастает, также увеличивается давление в цилиндре двигателя. Важный параметр, влияющий на экономичность машины - это степень сжатия. Показатель означает соотношение полного наполнения гильз и объем камеры горения. Для автомобилей с большим октановым числом требуется заливать высокооктановое топливо.
- Рабочий ход - клапана в закрытом положении, происходит воспламенение смеси от свечи. Под действием давление в цилиндре автомотора при сгорании топлива поршень идет в низ, вращая коленвал. Для эффективной производительности необходимо чтобы горючее полностью сгорела до прихода поршня в НМТ. Это обеспечивается установкой угла опережения зажигания. В современных авто регулировка осуществляется встроенным электронным блоком. Старые модели оборудованы механическим регулятором.
- Выпуск - рабочий ход заканчивается выхлопом отработанных газов из цилиндров двигателя. На этом этапе происходит важный процесс - продувка цилиндров автомотора. Продувка цилиндров двигателя обеспечивается одновременным открытием впускного и выпускного клапанов. После перехода поршня в ВМТ начинается такт впуска.
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:
- тип ходовой машины: с задним или передним приводом;
- расположение цилиндров в двигателе: рядное, V- образное, оппозитное;
- направление вращения коленчатого вала;
- количество цилиндров в двигателе.
Для тех, кто задумал провести обслуживание необходимо знать, как проверить цилиндры двигателя. Где первый цилиндр двигателя можно определить по нескольким факторам:
- Как считать цилиндры двигателя в зависимости от типа привода: для марок с передними ведущими колесами первый цилиндр считаться со стороны пассажирского места.
- На задне-приводных моделях порядок работы цилиндров двигателя начинается со стороны радиатора.
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.
Ремонт узлов автомобиля
Устройство блока цилиндров состоит из деталей, которые функционируют в агрессивных условиях, поэтому часто подвергаются поломке и износу.
Восстановление блока цилиндров двигателя состоит из таких операций:
| № работ | Выполняемые операции | Техническое оснащение. |
| 1 | Шлифовка поверхности упор подшипников коленчатого вала | Вертикально-фрезерный станок |
| 2 | Замена стертых втулок распредвала | Устройство для запрессовки |
| 3 | Восстановление резьбовых отверстий | Сверленое оснащение, набор сверл, лерка, плашка |
| 4 | Выпрессовка штифтов крепления | Специальный пресс |
| 5 | Расточка, ремонт крышки ЦПГ двигателя. Регулировка по плоскости, установка по отверстиям | Вертикально-фрезерный станок |
| 6 | Обработка корпуса под гильзы и расточка под упорные кромки | Вертикально-расточной станок |
| 7 | Расточка посадочных мест коренных подшипников | Горизонтально-расточной станок |
| 8 | Газо-термическое напыление на обработанные гнезда подшипников | Специальное технологическое оснащение |
| 9 | Двухконтурная расточка корпуса | Хонинговальный станок |
| 10 | Мойка мотора и прочистка масляных каналов | Оборудование для струйной мойки деталей. |
| 11 | Покраска блока | Краскопульт. Компрессор. |
Ремонтирование блока цилиндров двигателя заканчивается контрольным осмотром на проверочной плите. С помощью щупа и индикаторных приспособлений проверяется жесткость установки и соосность крепления узлов в блоке цилиндров двигателя. После восстановление корпуса цилиндров двигателя проводится испытание на герметичность.
Сборка ГБЦ
Ремонт головки блока цилиндра двигателя выполняется по таким причинам:
- обрыв ремня приводного вала;
- деформация гбц вследствие перегрева;
- длительность строк службы;
- неправильная сборка после ремонта блока цилиндров агрегата.
Дефектовка деталей головки блока цилиндров двигателя
Восстановить дефекты можно следующими действиями:
- притирание клапанов;
- шлифуется головка блока цилиндров;
- проводится замена прокладок, ремней;
- растачиваются втулки, седла клапанов.
Послеремонтный контроль
После дефектовки головка блока цилиндров проходит покраску, проверяется давление в цилиндре.
Показатель, который указывает на эффективную работоспособность деталей устройства блока цилиндров двигателя - это компрессия.
Какое давление в цилиндрах двигателя разных марках.
Завершающий этап, покраска
Прежде чем покрасить блок цилиндров двигателя необходимо провести подготовительные операции, которые состоят из таких пунктов:
- очистка деталей от налипшей грязи, масла, нагара;
- удаление следов коррозии (если они есть);
- шлифовка загрязненных резьбовых каналов.
Головка блока цилиндров красится отдельно, чтобы не забились воздушные и масляные каналы.
Работа цилиндров не зависит от покраски, но она важна для защиты блока от загрязнения.
Чем покрасить мотор зависит от финансовых возможностей. Интернет магазины предлагают большое разнообразие средств, которыми можно обработать поверхность деталей после ремонта блока и цилиндров двигателя.
Определяется расположением цилиндров .
Рядная компоновка технологически является самой простой по конструкции и при рядной компоновке блок самый тяжёлый, зато ремонт или восстановление блока и постелей блока не представляет трудностей. Рядное расположение цилиндров очень распространённо в крупных судовых дизельных двигателях, где ключевым является удобство обслуживания.
V-образный двигатель имеет два варианта компоновки блока - со смещением левого и правого блоков между собой (рядом стоящие шатуны на шейке), либо без смещения (прицепной шатун, неравные степени сжатия на левом и правом блоках). Эти варианты нашли свое применение в автомобилестроении.
W-образный и звездообразный двигатели имеют ещё более компактный блок цилиндров и укороченный вал. Вес такого блока двигателя ниже, но он менее жёсткий и более сложный в ремонте. Звездообразные нашли свое применение на некоторых типах вертолётов. Стоимость таких двигателей очень высокая.
Блок имеет три основных размера: диаметр цилиндра, ход поршня, количество цилиндров (характеристики двигателя).
Блок цилиндров должен иметь достаточно высокую жёсткость, чтобы избежать овализации цилиндров и задира поршней выше допустимых пределов.
Примеры расположения цилиндров двигателей:
а - четырехлистный V образный шести цилиндровый; б - четырехтактный V образный восьми цилиндровый; в— четырехтактный рядный четырех цилиндровый; г - четырехтактный рядный шести цилиндровый.
Одноцилиндровый четырехтактный двигатель имеет значительную неравномерность вращения коленчатого вала, которая вызвана тем, что за два оборота коленчатого вала только в течение одного полуоборота коленчатый вал вращается вследствие давлении газов, а три полуоборота — за счет энергии, накопленной маховиком. Причем во время рабочего хода вращение коленчатого вала ускоренное, а во время подготовительных ходов - замедленное, что вызывает повышенную вибрацию двигателя, которая может быть лишь частично уменьшена вследствие значительного момента инерции маховика.
Варианты расположения цилиндров двигателя:
а — однорядный; б — однорядного с наклонением по вертикали; в — V-образного; г — с противоположно лежащими цилиндрами; 1 — цилиндр, 2 — головка цилиндров; 3 — блок картер; 4 — поддон.
Цилиндры двигателя могут располагаться:
. вертикально в один ряд (рядное расположение);
. горизонтально в один ряд;
. однорядно с наклоном от вертикали;
. двухрядно V-обрачно;
. опозитно.
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.
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
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.
