Порядок работы рядного 4 цилиндрового двигателя

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.

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-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).

Схемы двигателей

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный четырехтактный одноцилиндровый двигатель

Одноцилиндровые двигатели

Простейшей схемой двигателя служит одноцилиндровая схема. Ее основными достоинствами являются простота и небольшие габариты. Это означает, что себестоимость и трудоемкость изготовления такого двигателя невелики, и он проще в обслуживании и ремонте. Поэтому одноцилиндровый двигатель идеально подходит для мопедов, скутеров и небольших внедорожных мотоциклов.

Однако он обладает множеством недостатков с точки зрения характеристик двигателя. Поскольку воспламенение смеси в одноцилиндровом четырехтактном двигателе происходит один раз за каждые 720 градусов поворота коленчатого вала, для поддержания вращения двигателя до его следующего рабочего хода необходимы большие маховики.

Для того чтобы избежать чрезмерного увеличения веса, маховики должны обладать большим диаметром и небольшой толщиной. Приходится максимально облегчать поршень, также необходим длинный шатун, и в итоге получается двигатель, называемый длинноходным. Характеристики такого двигателя хороши до определенного момента: он экономичен, обладает хорошей кривой мощности и характеристики момента таковы, что он может относительно легко обеспечивать динамичный разгон с низких частот вращения двигателя. Для использования великолепной характеристики мощности передаточные числа коробки передач могут быть «растянуты», за счет этого управление машиной становится не столь напряженным. Действительно, влияние вибрации двигателя до определенной степени субъективно и, как правило, довольно высокие уровни низкочастотных колебаний предпочтительнее менее интенсивного, но более раздражающего «дребезжания».

Однако если попытаться заставить такой двигатель работать при больших частотах вращения, его недостатки станут очевидными. Наличие массивных маховиков означает большое количество накопленной энергии или инерции, и ускорение, по сегодняшним меркам, будет ограничиваться медленным набором скорости. Маленький диаметр цилиндра и большой ход поршня означают высокие скорости линейного перемещения поршня, а следовательно, высокий уровень износа этих узлов. При попытке уменьшить ход поршня сглаживающий эффект больших маховиков теряется, а неуравновешенные силы увеличиваются. Это плохо сказывается на комфортабельности мотоцикла — покладистый одноцилиндровый двигатель превращает его в «дрель, передвигающуюся по дороге».

Другая проблема двигателей большого объема связана с затруднением запуска, даже если для этого применяется электрический стартер. Но, поскольку большинство одноцилиндровых двигателей большого объема используются для соревнований в условиях бездорожья и не оснащаются электрическим запуском, то каждый раз коленчатый вал приходится устанавливать в положение, когда он чуть не доходит до ВМТ на такте сжатия, затем давать ему здоровенный пинок, чтобы заставить его вращаться. Кроме того, есть проблема отдачи, которая проявляется, когда коленчатый вал установлен неправильно или когда на кик-стартер нажали недостаточно сильно. При этом усилия для того, чтобы поршень миновал такт сжатия, недостаточно, и он резко отскакивает назад из-за воздействия компрессии. При этом рычаг кик-стартера отпрыгивает назад и перекидывает вас через руль или ломает вам ногу. Некоторые одноцилиндровые двигатели оснащаются декомпрессором, предназначенным для облегчения запуска и уменьшения отдачи. Компания Honda разработала систему, в которой при нажатии на кик- стартер небольшой кулачок воздействует на выпускной клапан с целью немного приоткрыть его в ВМТ на такте сжатия. Это снижает усилие, необходимое для прокручивания коленчатого вала двигателя. Второй кулачок начинает работать, когда происходит отдача, также слегка приоткрывая выпускной клапан и снижая силу отдачи.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Двухцилиндровые двигатели

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Исторически рядный двухцилиндровый двигатель был удивительно похож на одноцилиндровый. измененный соответствующим образом для того, чтобы вместить два цилиндра, поршня и шатуна.

Стоит отметить, что в традиционном английском двухцилиндровом четырехтактном двигателе поршни перемещаются вверх и вниз одновременно, но вспышки в цилиндрах чередуются через один оборот двигателя (или с интервалом в 360 градусов). Поэтому он получил название двухцилиндрового рядного двигателя с чередованием вспышек через 360 градусов.

На первый взгляд может показаться, что выбор такого коленчатого вала нерационален, поскольку проблемы, которые появлялись при уравновешивании одноцилиндровых двигателей, остались, хотя в некоторых отношениях конструкция двигателя улучшилась. Вес коленчатого вала увеличился, потому что вал расширился, чтобы разместить дополнительный палец кривошипа и шатун. Это изменение носит противоречивый характер, так как диаметр вала уменьшился. Неуравновешенные силы можно несколько уменьшить за счет установки поршней достаточно большого диаметра и уменьшения их хода. При этом мы не устраняем неуравновешенность, но все-таки она снижается. Гораздо значительнее то, что традиционный «толчок» рабочего хода одно-цилиндрового двигателя сглаживается при наличии двух меньших импульсов мощности, равномерно распределенных в пределах двух оборотов коленвала двигателя.

Двухцилиндровый рядный двигатель с углом чередования вспышек через 360 градусов не был лишен недостатков, но обладал множеством преимуществ в отношении увеличения мощности по сравнению с одноцилиндровым. Главное преимущество скорее связано с конструктивными ограничениями одноцилиндровых двигателей, а не с самой задачей уравновешивания.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Альтернативой рядному двухцилиндровому двигателю с коленчатым валом, обеспечивающим чередование вспышек через 360 градусов, может служить двигатель, пальцы кривошипа которого выполнены раздельно и располагаются через 180 градусов. При такой схеме неуравновешенные силы первого порядка сводятся к минимуму. На первый взгляд, такой двигатель намного лучше, чем тот, у которого вспышки чередуются через 360 градусов, и на современных конструкциях используется именно такая схема.

Один недостаток такого коленчатого вала в том, что в пределах двух оборотов рабочие хода следуют неравномерно, а другой в том, что он образуют так называемую «качающуюся пару». Этот эффект со странным названием проявляется на двигателях всевозможных конструкций, число цилиндров которых превышает один, за исключением V-образного двухцилиндрового двигателя.

Представьте воздействие на коленчатый вал в момент вспышки в одном из цилиндров: по мере движения поршня вниз давление на эту сторону коленчатого вала возрастает, и у него появляется стремление «накрениться» на одну из сторон. Когда воспламенение происходит во втором цилиндре, воздействие на коленчатый вал повторяется, «накреняя» его на другую сторону. Единственный способ, позволяющий избежать этого, заключается в том. чтобы расположить оба кривошипных пальца в одной и той же плоскости, но в рядном двухцилиндровом двигателе это физически невозможно.

Если сравнить две этих схемы, можно обнаружить, что чередование вспышек как через 360 градусов, так и через 180 имеет свои собственные преимущества и недостатки, исходя из чего невозможно сказать, какая из схем лучше. Чтобы еще больше облегчить задачу уравновешивания, необходимо большее количество цилиндров.

Двухтактный рядный двухцилиндровый двигатель

Почти все двигатели, работающие по двухтактному циклу, работают по одной и той же схеме, в которой используется коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 180 градусов.

У таких двигателей по сравнению с четырехтактными аналогичной схемы меньше недостатков. Это связано с тем, что вспышка в каждом цилиндре происходит после одного целого оборота коленчатого вала, и, следовательно, в данном случае отсутствует неравномерность вспышек, обнаруженная в четырехтактном двигателе. Однако неприятный эффект «качающейся пары» все еще велик, и при более высоких частотах вращения, обычно присущих двухтактным двигателям, неуравновешенные силы могут проявиться в виде довольно навязчивого уровня вибраций. Эта проблема осложняется тем, что двухцилиндровым двухтактным двигателям необходимы отдельные кривошипные камеры, что означает наличие центрального коренного подшипника и сальников. В итоге коленчатый вал получается шире, чем на аналогичном четырехтактном двигателе. Таким образом, с учетом увеличившегося плеча полученный на шатунных шейках эффект «качающейся пары» возрастает.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Возраст идеи V-образного двухцилиндрового двигателя сравним с возрастом самого мотоцикла. Тот факт, что на сегодняшний день она все еще жива, служит доказательством ее разумности.

Первоначальная схема двигателя с V-образным расположением двух цилиндров и обшей шатунной шейкой избегает проблем «качающейся пары» двухцилиндрового рядного двигателя — особенно, если нижняя головка одного шатуна располагается внутри вильчатой головки другого. При расположении двух шатунов на одной пинии эффект «качающейся пары» отсутствует, и даже тогда, когда два обычных шатуна располагаются рядом на более широкой шатунной шейке коленвала, смещение настолько мало, что эффект оказывается незначительным.

С точки зрения уравновешивания, лучший угол развала цилиндров — 90 градусов. Если поступательно движущиеся массы поршней и шатунов полностью сбалансированы (100% показатель уравновешенности), то неуравновешенные силы одного цилиндра неизбежно уравновешиваются противодействующими силами в середине хода другого. Все еще присутствует задача суммарных сил, которые служат причиной горизонтальной вибрации двигателя, но такая вибрация сравнительно умеренна по отношению к уже рассмотренным уровням вибраций. На практике продольно установленный двигатель обладает относительно незначительным уровнем вибраций, в основном обязанным своим происхождением «толчкам» при каждом рабочем ходе поршня (чередование вспышек через 270 и 450 градусов). При поперечном расположении двигателя силы ощущаются сильнее, как раскачивание «из стороны в сторону» при низких частотах вращения, но, опять же, они гораздо менее раздражающие, чем на двухцилиндровом рядном двигателе.

В то время как V-образный двухцилиндровый двигатель с углом развала 90 градусов кажется идеальным мотоциклетным двигателем, его широко раздвинутые цилиндры увеличивают габариты и, таким образом, затрудняют его установку в мотоциклетную раму. В то же время сделать это возможно, что подтверждается примером компании Ducati . Такая схема до сих пор не стала традиционной, хотя становится все популярнее на спортивных моделях благодаря успеху этой компании в мировых чемпионатах. Большинство конструкций с продольной установкой V-образного двухцилиндрового двигателя представляют собой компромисс между оптимальной уравновешенностью и компактностью за счет меньшего угла развале между цилиндрами (хотя это влияет на интервалы между вспышками, которые становятся еще более неравномерными). У продольного расположения V-образного двухцилиндрового двигателя есть свое преимущество — двигатель получается более узким, но, если не использовать жидкостное охлаждение, задний цилиндр может работать в условиях большей теплонапряженности, чем передний.

Поперечное расположениеV-образного двухцилиндрового двигателя успешно применяется в течение многих лет компанией Moto Guzzi, такой двигатель легко располагается в раме и имеет превосходное охлаждение, поскольку обе головки обдуваются встречным потоком воздуха. Кроме того, такая конструкция оптимальна с точки зрения использования карданного вала.

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель большая редкость, но существует пример такого двигателя — модель NS 250 компании Honda, предназначенная для японского рынка. Поскольку двигатель двухтактный, и каждый цилиндр нуждается в отдельной кривошипной камера, использовать общую шатунную шейку четырехтактного V-образного двигателя невозможно. Следовательно, двигатель неизбежно подвергается эффекту «качающейся пары», характерному для всех двухтактных двухцилиндровых двигателей. Но даже в этом случае многие неуравновешенные силы, свойственные рядному двухцилиндровому двигателю, исчезают.

Четырехтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель

Двигатель с двумя горизонтальными противолежащими цилиндрами (двухцилиндровый оппозитный двигатель)

Двухцилиндровый оппозитный двигатель предлагает почти идеальное решение задачи уравновешивания, которая затрагивалась в конструкциях, рассмотренных ранее. Если оба поршня перемещаются одновременно в противоположных направлениях неуравновешенные силы первого порядка от поршня и шатуна одного цилиндра компенсируются другим. Но, так как приходится применять две шатунные шейки вместо одной, между двумя этими цилиндрами возникает эффект «качающейся пары», однако возникающий в итоге уровень вибраций обычно небольшой.

Более практическое соображение — как устанавливать столь неудобный агрегат в раму мотоцикла. Существует несколько случаев продольной установки — например, довоенные модели компании Douglas, хотя это и приводит к удлинению машины и затрудняет поиск соответствующего места для узлов трансмиссии. Другая проблема связана с задним цилиндром, который затенен основной частью двигателя, а, следовательно, перегревается. Наиболее известный пример конструкции оппозитного двигателя на современном мотоцикле производит компания BMW. Как в большинстве других конструкций, она использует поперечную схему установки оппоэитных двигателей, которая также упрощает использование карданного вала в качестве главной передачи.

Четырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 120 градусовЧетырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 360=180 градусов

Трехцилиндровые двигатели

Рядный трехцилиндровый двигатель

Рядный трехцилиндровый двигатель, установленный поперечно, в действительности представляет собой развитие конструкции рядного двухцилиндрового в попытке обрести компромисс между проблемами вибрации последнего и шириной четырехцилиндрового двигателя. В особенности это относится к двухтактным двигателям, кривошипные камеры которых становятся чрезмерно широкими в трехцилиндровом варианте, а в четырехцилиндровом он был бы безусловно громоздким.

Двухтактный трехцилиндровый двигатель был фаворитом фирм в 70-х, тому есть множество примеров среди мотоциклов компаний Suzuki и Kawasaki. Оба этих изготовителя даже решились на создание двухтактных двигателей объемом 750 куб. см; GT 750 с водяным охлаждением от компании Suzuki и КН 750 от Kawasaki.

Шатунные шейки коленчатого вала располагались между собой под углом 120 градусов, и силы первого порядка были достаточно хорошо сбалансированы, но из-за сложного эффекта «качающейся пары» (скорее, «качающейся тройни»), они прославились высоким уровнем высокочастотной вибрации, особенно, если агрегат был недостаточно хорошо изолирован от рамы резиновыми подушками.

Четырехтактных представителей такой схемы также достаточно много, от BSA RocketThree, и Triumph Trident конца 60-х, до «туреров» с карданным валом от компании Yamaha — XS 750 и 850, а также трехцилиндровых мотоциклов компании LaVerda, выпускавшихся в 70-х и 80-хгодах. Много лет компания LaVerda использовала коленчатый вал, в котором шатунные шейки располагались под углом 180/360 градусов (когда центральный поршень достигает ВМТ, а два других — НМТ и наоборот), но позже переняла схему с 120-градусным коленчатым валом, и следующий двигатель стал более уравновешенным.

Triumph осталась верна трехцилиндровому двигателю, многие модели этой компании отличаются рядным трехцилиндровьм двигателем поперечного расположения. Однако, по мнению большинства изготовителей, у трехцилиндрового двигателя есть небольшое преимущество по сравнению с рядным четырехцилиндровым, он представляет собой превосходный компромисс между низкооборотным двухцилиндровым двигателем и четырехцилиндровым с его запредельной мощностью.

Рядный трехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Компания BMW выступила с интересной вариацией на вышеупомянутую тему в виде своего К 75, цилиндры которого располагаются горизонтально в ряд, а коленчатый вал — продольно вдоль рамы мотоцикла; по существу он был развитием их горизонтального четырехцилиндрового двигателя, появившегося ранее. Несмотря на то, что на первый взгляд двигатель несколько необычный (головка цилиндра этого двигателя располагается с одной стороны, а кривошипная камера — с другой], он достаточно узок и компактен, а также обладает низким центром тяжести и хорошо подходит для карданной схемы привода.

Двухтактный V-образный трехцилиндровый двигатель

Трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель

Согласно любым стандартам, трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель — причуда, и кажется, что такая конструкция двигателя вряд ли может получить развитие.

Впервые такой двигатель появился в роли силовой установки для 500-кубового мотоцикла класса Grand Prix. Странное расположение цилиндров было выбрано с целью избежать проблемы увеличения ширины, присущей двухтактным рядным трехцилиндровым двигателям; даже если уменьшить длину коленчатого вала до минимально возможных размеров, при разделенных кривошипных камерах двигатель все же, остается большим из-за широких цилиндров с продувочными каналами. Благодаря смещению центрального цилиндра допускается их частичное наложение, и общая ширина, таким образом, снижается. После удачного выступления на соревнованиях компания Honda выпустила дорожную версию — NS 400R.

Рядный четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели

Рядный четырехцилиндровый двигатель

Когда в 1969 году компания Hondaпредставила Honda СВ 750 Four мотоциклетной публике, до сих пор не мечтавшей о сложности, она на доброе десятилетие утвердила основную конструкцию мотоциклетных двигателей среднего и большого объемов. Конечно, в конструкции рядного четырехцилиндрового двигателя не было ничего нового — десятки лет назад производители автомобилей остановили свой выбор на этой конструкции, как на лучшем компромиссе между уравновешенностью и компактностью, но большинство малолитражных четырехцилиндровых автомобильных двигателей слишком велики и тяжелы для мотоцикла. Однако у компании Hondaв 60-х годах было несколько четырехцилиндровых двигателей для небольших спортивных автомобилей, которые получились компактнее, чем у других изготовителей. Тогда их и переделали для применения на мотоцикле. Получившийся в результате двигатель был не намного шире рядного двухцилиндрового, который он заменил, хотя все-таки получившийся двигатель был достаточно широким.

Устанавливаемый поперечно рядный четырехцилиндровый двигатель в своей основе заключает две двухцилиндровых, объединенных между собой общим картером со смещением шатунных шеек коленчатых валов на 180 градусов. В большинстве двигателей такого типа коленчатый вал устроен так, чтобы два центральных поршня двигались вверх и вниз вместе, со смешением на 180 градусов относительно двух других поршней. Хотя коленчатый вал неизбежно получается длинным из-за необходимости разместить коренные подшипники и четыре шатуна, его диаметр не должен быть большим. Это связано с тем, что рабочие хода происходят относительно часто, один за каждый полуоборот коленчатого вала, следовательно, потребность в больших маховиках для поддержания движения отпадает.

Также важен небольшой размер и вес поршней и шатунов, отражающийся в невысоких значениях сил первого порядка от каждого цилиндра в отдельности. Распределение сил получается более равномерным, чем в одно-, двух- или трехцилиндровом двигателе. За счет хорошей уравновешенности коленчатого вала и относительно небольшого диаметра маховиков четырехцилиндровый двигатель об падает достаточно небольшим ходом поршня, поэтому он динамичен и может предназначаться для работы с достаточно высокими частотами вращения двигателя. Это получило одобрение в рядах как потребителей, так и производителей. Единственными существенными проблемами, помимо соображений явной сложности конструкции, являются длина коленчатого вала и неизбежная высокочастотная вибрация, вызванная силами второго порядка и эффектом «качающейся пары». Хотя этого не избежать, но силы невелики, и уровень вибрации лишь немного превышает порог раздражения. В большинстве случаев она может быть снижена благодаря грамотной конструкции рамы, опор двигателя и всех окружающих двигатель узлов. Чтобы уменьшить ширину картера, некоторые производители, ранее устанавливавшие генератор на одной из цапф коленчатого вала, обратились к схеме его расположения над картером с цепным или шестеренчатым приводом от коленчатого вала. Сейчас, когда небольшие приборы электронного зажигания сменили механизмы ограничения оборотов и контактные прерыватели с механическим регулятором опережения (которые обычно устанавливались на противоположной генератору цапфе коленчатого вала), ширина картера на нtкоторых двигателях стала меньше ширины блока цилиндров.

Также можно установить двигатель в раме не поперечно, а продольно, как на традиционном автомобиле с задним приводом. Существуют примеры такой конструкции в продукции компаний Brough Superior, Wilkinson. Henderson и Indian, но удлинение силового агрегата и, следовательно, колесной базы со многих точек зрения неприемлемо.

Что касается двухтактного четырехцилиндрового двигателя — четыре разделенные кривошипные камеры получаются слишком громоздкими, чтобы иметь практическое применение, и поэтому такая схема всегда воспринималась нежизнеспособной.

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Как и в версии рядного трехцилиндрового, четырехцилиндровый рядный двигатель компании BMW, аналогичный тому, что используется на К 100, установлен горизонтально, его цилиндры располагаются поперек рамы, а коленчатый вал — вдоль нее. По стандартам нормальных четырехцилиндровых двигателей ширина данного силового агрегата очень невелика, а его высота причиняет меньше беспокойства, чем при вертикальном расположении двигателя. Он также обладает преимуществами низкого центра тяжести и простоты с точки зрения использования карданного вала.

Четырехцилиндровый оппозитный двигатель

Двигатель с четырьмя противолежащими цилиндрами горизонтального расположения (четырехцилиндровый оппозитный двигатель)

По аналогии с тем, как двухцилиндровый рядный двигатель превратился в четырехцилиндровый, такие два цилиндра добавились к двух-цилиндровому оппозитному двигателю для получения четырехцилиндрового. Получившийся двигатель может быть проиллюстрирован моделями Gold Wing компании Hondaобъемом 1000, 1100 и Honda Gold Wing 1200 куб.см. — наверное, единственным примером этой схемы в современном мире мотоциклов. Мотор необычайно уравновешен и придает мотоциклу Honda Gold Wing превосходную управляемость за счет низкого центра тяжести. Главный недостаток — чрезмерная ширина двигателя, делающая его непригодным для всех мотоциклов, кроме «туреров» и «круизеров». Ширина двигателя — постоянная проблема, с которой сталкивается мотоциклетный конструктор, и, хотя «четырехцилиндровый оппозит» идеален почти во всех отношениях, этот единственный фактор служит главной причиной сдерживающей его повсеместное использование.

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров представляет собой другой вариант объединения рядных двухцилиндровых двигателей для получения четырехцилиндрового. На сей раз — с двумя отдельными коленчатыми валами, располагающимися один за другим и объединенными цепным или шестеренчатым приводом. Эта схема позволяет сохранить ширину двигателя на уровне двухцилиндрового при небольшом увеличении его длины и предлагает преимущества рядного четырехцилиндрового двигателя без проблем, связанных с увеличением ширины.

Такая конструкция получила наибольшее распространение на моделях Square Four компании Ariel. Все эти модели оснащались четырехтактными двигателями, которые обладали поразительным по тем временам объемом 1000 куб.см. Немного позже эта схема успешно использовалась на спортивных двухтактных двигателях, так как позволяла применить дисковый клапан для улучшения наполнения. Она нашла свое продолжение в модели RG 500 компании Suzuki. Главная проблема четырехцилиндрового двигателя с квадратным расположением цилиндров заключается в ухудшении охлаждения задних цилиндров. При использовании воздушного охлаждения два передних цилиндра сильно затеняют задние, и даже при тщательной проработке оребрения очевидна склонность к перегреву во время движения. Единственный способ решить эту проблему — использовать жидкостное охлаждение, но это приводит к увеличению веса и сложности конструкции.

Четырехтактный V-образный четырехцилиндровый двигатель

V-образный четырехцилиндровый двигатель

Еще одним способом компоновки четырех цилиндров является V-образное расположение, служащее альтернативой квадратному с точки зрения компактности, но частично лишенное проблем, связанных с перегревом, за счет того, что задние цилиндры чуть более открыты воздушному потоку (хотя, опять же. использование жидкостного охлаждения — единственный эффективный путь решения этойпроблемы).

Вообще, V-образный четырехцилиндровый — не более чем сдвоенный V-образный двухцилиндровый двигатель, и, таким образом, большинство замечаний, относящихся к последнему, могут быть применены и в данном случае. При этой схеме коленчатый вал можно выполнить так, чтобы пара шатунных шеек располагалась параллельно(коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 360 градусов), и такое расположение с точки зрения снижения вибрации и устранения эффекта «качающейся пары» является наилучшим. Другой подход состоит в том. чтобы разместить шатунные шейки под углом 180 градусов друг к другу. Несмотря на то, что вибрация усиливается, она уравновешивается более регулярными вспышками в этих четырех цилиндрах (через каждые 180 градусов).

Как и в случае V- образных двухцилиндровых двигателей, оптимальный угол развала блоков составляет 90 градусов, но могут применяться и меньшие углы развала.

Хотя данный двигатель сложен с точки зрения обслуживания и дорог с точки зрения производства, V-образные четырехцилиндровые двигатели прославились благодаря широкому использованию в модельном ряде VFR компании Honda и достигли успеха в гонках в качестве силового агрегата мотоциклов RC 30 и RC 45. Другими знаменательными примерами использования V-образных четырехцилиндровых двигателей стали: модель V-Max объемом 1200 куб.см. компании Yamaha, двухтактный RD 500 той же компании, ну и, конечно, двухтактные V-образные четырехцилиндровые двигатели, использованные в соревнованиях класса Grand Prix. Конечно, наиболее совершенным V-o6paзными четырехцилиндровым двигателем с точки зрения технологии должен быть двигатель модели NR 750, выпущенной в ограниченном количестве компанией Honda. Применив технологию производства и материалы авиационной промышленности, компания Honda разработала V-обраэный четырехцилиндровый двигатель с овальными поршнями и 32-мя клапанами.

Более четырех цилиндров

V-образный пятиципиндровый двигатель

С появлением четырехтактных двигателей в соревнованиях класса Gran Prix в 2002 году производители обратили свое внимание на разработку машин, согласующихся с всевозможными ограничениями веса и размеров. Для себя компания Honda сделала вывод, что V-образный пятицилиндровый двигатель служит идеальной схемой, отвечающей этим ограничениям. Этот двигатель с тремя цилиндрами, расположенными спереди, и двумя сзади, с поперечным расположением коленчатого вала в раме, подобен старому V-образному трехцилиндровому двухтактному двигателю и чрезвычайно компактен. Это не первый пятицилиндровый мотоциклетный двигатель (при том они очень популярны в автомобильной отрасли). Еще в 1965 году компания Honda (впервые) создала рядный пятиципиндровый двухтактный двигатель, способный развивать частоту 20.000 оборотов в минуту.

Рядный шестицилиндровый двигатель

Рядный шестицилиндровый двигатель

Увеличение числа цилиндров — это один из путей дальнейшего снижения вибрации рядного четырехцилиндрового двигателя. При тщательной проработке конструкции можно избавиться от большинства сил первого и второго порядков и получить уравновешенный шестицилиндровый двигатель. Относительно небольшие поршни такого двигателя формируют равномерный выходной крутящий момент — таким образом, потребность в больших массивных маховиках отпадает. Плата за эту равномерность — сложность конструкции, высокая стоимость и неизбежная ширина силового агрегата.

Наиболее известным среди шестицилиндровых мотоциклов является модель Honda СВХ 1000 компании Honda. Компания Kawasaki тоже испробовала рядный шестицилиндровый двигатель на модели Z 1300, которая изначально разрабатывалась, как туристическая машина и отличалась жидкостным охлаждением и карданной передачей. Среди европейских производителей только компания Benelli применила рядный шестицилиндровый двигатель для исследования его возможностей на своей 750 кубовой модели Sei которая стала первой серийной моделью.

Шестицилиндровый двигатель с противолежащим (горизонтальным) расположением цилиндров (оппозитный шестицилиндровый двигатель)

В 1988 году компания Honda продолжила развитие своего оппозитного четырахцилиндрового двигателя объемом 1200 куб.см., добавив к нему еще два цилиндра и соответствующие им 300 куб.см. Получившийся в результате двигатель объемом 1500 куб.см. применялся на моделях Gold Wing до 2001 года, когда его объем еще раз увеличили до 1800 куб.см. Подобно своему предшественнику, скорее всего, такой двигатель единственный представитель такой компоновки среди мотоциклов.

V-образный восьмицилиндровый двигатель

Несомненно, V-образный восьмицилиндровый двигатель это уже крайность, они были чрезвычайно популярны в качестве автомобильных двигателей на протяжении ряда лет за равномерность работы и высокую мощность, но, по вине своих размеров и сложности, редко встречаются на серийных мотоциклах. Модель V-8 Nemesis компании Norton представляет собой самую позднюю разработку в этом направлении.

Подобно большинству идей, V-образный восьмицилиндровый двигатель уже был опробован на мотоцикле компанией Moto Guzzi. Она среди немногих добилась успеха в реализации данной схемы, выпустив в 1955 году опережавший свое время двигатель объемом 500куб.см., картер которого даже изготавливали из магния. К сожалению, рама и шины были недостаточно хороши для двигателя и мотоцикла, страдавшего плохой управляемостью. Его последний лучший результат был зафиксирован на гонках 1957 года, когда он достиг невероятной скорости 178 миль в час в гонках «Masta» по прямой, в местечке Спа в Бельгии.

Статью прочитали: 1 020

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
1-4-2-6-3-51-3-5-6-4-2

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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:

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.

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.

Блок цилиндров

Все цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера в один общий узел — блок цилиндров, отлитый из специального высокопрочного чугуна. При такой компоновке обеспечивается прочность конструкции, жесткость, компактность и уменьшается масса двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте блока цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока цилиндров от неравномерного нагрева.

Цилиндры блока по диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм. обозначаемых буквами А, В, С, D, Е :

Класс	Диаметр цилиндра двигателей 21081, 2108, мм	Диаметр цилиндра двигателя 21083, мм
А	76,000-76,010	82,000-82,010
В	76,010-76,020	82,010-82,020
С	76,020-76.030	82,020-82,030
D	76,030-76,040	82,030-82,040
Е	76,040-76,050	82,040-82,050

Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса. При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней на 0,4 и 0,8 мм.

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами Верхние и нижние вкладыши среднего (3-го) коренного подшипника без канавки на внутренней поверхности. У остальных опор верхние вкладыши с канавкой на внутренней поверхности, а нижние – без канавки. До 1988 г. нижние вкладыши этих подшипников тоже были с канавками.

Подшипники имеют съемные крышки 2, которые крепятся к блоку цилиндров самоконтрящимися болтами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками, что обеспечивает высокую точность, правильную геометрическую форму отверстий и их соосность. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы и для различия имеют на наружной поверхности риски (см. рис. 6).

В средней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 12 (см рис. 6). удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. С задней стороны от средней опоры ставится металлокерамическое полукольцо (желтого цвета), а с передней стороны — сталеалюминиевое.

Величина осевого зазора коленчатого вала должна быть 0,06-0,026 мм. Если зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменить полукольца ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Следует иметь в виду, что канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала.

Снизу блок цилиндров закрывается стальным штампованным картером 37. Картер имеет перегородку для успокоения масла. Между масляными картером и блоком цилиндров установлена прокладка из пробкорезиновой смеси.

К заднему торцу блока цилиндров крепится картер сцепления. Точное расположение картера относительно блока цилиндров и соосность коленчатого вала и первичного вала коробки передач обеспечивается двумя центрирующими втулками, запрессованными в блок цилиндров.

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.

Прежде всего, обращаем ваше пристальное внимание на тот факт, что понятия «нумерация цилиндров» и «порядок работы цилиндров» (встречаются также варианты «порядок работы двигателя», «порядок работы зажигания») — не одно и то же. Эти понятия между собой связаны, но не равнозначны. Последовательность работы зажигания в цилиндрах автомобильных двигателей, как правило, не совпадает с нумерацией цилиндров. Твердое правило, которое можно запомнить, это то, что первый цилиндр (№ 1) всегда считается главным, и на нем всегда устанавливается свеча № 1.

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.

Факторы, определяющие нумерацию цилиндров

Нумерация цилиндров в автомобильных зависит от:

• конструкции двигателя
• конструкции привода
• варианта расположения двигателя — продольный (установлен вдоль по ходу движения автомобиля) или поперечный
• направления вращения двигателя

Напоминаем, что в автомобильных двигателях цилиндры могут располагаться:

а) в ряд вертикально;

б) в ряд наклонно;

в) в два ряда наклонно;

г) в два ряда напротив друг друга (так называемый оппозитный двигатель, который применяется в автомобилях марки Subaru).

Порядок работы 4, 6, 8 цилиндрового двигателя — просто о сложном

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. Рабочий цикл В зависимости от числа тактов, составляющих рабочей цикл, ДВС делятся на двухтактные и четырехтактные.

Нумерация цилиндров в наиболее распространенных типах автомобилей

К сожалению, общепринятых правил нумерации цилиндров в автомобильных двигателях не существует — каждый автопроизводитель использует свою систему, которая зачастую различается даже для разных двигателей одного и того же автоконцерна. Поэтому самым авторитетным источником в данном вопросе для вас должно быть руководство по ремонту и эксплуатации вашего конкретного автомобиля, или же, в случае его отсутствия — знания профессионалов по ремонту автомобилей.

В рядных 4-х и 6-ти цилиндровых американских двигателях, которые устанавливаются на автомобилях с задним приводом и расположены продольно, первый цилиндр обычно находится у радиатора, а остальные нумеруются по порядку от радиатора к салону автомобиля. Однако встречаются и исключения из этого правила.

В V-образных двигателях, устанавливаемых поперечно в американских автомобилях, главный (первый) цилиндр обычно находится в ряду, ближнем к салону, с края, ближнего к водителю. За ним в ряду, ближнем к салону, идут нечетные цилинды, а в ряду, ближнем к радиатору, идут четные цилиндры. То есть, в ряду, ближнем к салону, считая от водителя, идут цилиндры 1-3-5-7, а в ряду, ближнем к радиатору, считая от водителя, идут цилиндры 2-4-6-8. Такую нумерацию цилиндров можно встретить, например, на Jeep Cherokee.

На рядных 4-цилиндровых двигателях французских переднеприводных автомобилей, устанавливаемых поперечно, цилиндры нумеруются обычно от маховика, т.е. со стороны водителя. В случае V-образных 6-цилиндровых двигателей (например, на Peugeot 607) цилиндры нумеруются так — в ряду, ближнем к радиатору, от водителя к пассажиру — 1-2-3, в ряду, ближнем к салону, от водителя к пассажиру — 4-5-6.

Как видим, информация по вопросам нумерации цилиндров в двигателях различных автомобилей очень противоречива, поэтому напоминаем — истиной в последней инстанции в данном вопросе должна быть техническая документация на ваш автомобиль.

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.

Устройство двигателя автомобиля

На автомобилях установлены четырехцилиндровые четырехтактные карбюраторные двигатели различного объема цилиндров, с рядным расположением цилиндров и с распределительным валом, размещенным на головке цилиндров. Двигатель специально спроектирован для поперечного расположения на переднеприводном автомобиле. Поэтому его компоновка и основные размеры выбраны такими, чтобы он вместе с коробкой передач мог разместиться поперек между брызговиками передних колес.
Три унифицированных двигателя рабочим объемом 1100, 1300 и 1500 см 3 образуются сочетанием трех различающихся по высоте и диаметру цилиндров блоков, двух головок цилиндров с различными по диаметру впускными каналами, а также двух поршней, отличающихся по диаметру (76 и 82), и двух коленчатых валов с радиусами кривошипов, соответствующих ходам поршня 60,6 и 71 мм.

В сборе с коробкой передач и сцеплением двигатель образует единый жесткий узел — силовой агрегат. Он установлен на автомобиле на трех эластичных опорах Они воспринимают как массу силового агрегата, так и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении. Эластичные опоры поглощают вибрации работающего двигателя и не передают их на кузов, благодаря чему уменьшается шум в салоне автомобиля С другой стороны, эластичные опоры защищают силовой агрегат от резких ударов при движении автомобиля по неровностям дороги.

На автомобиле принята трехточечная схема крепления силового агрегата, состоящая из передней, задней и левой опор. Передняя и левая опоры имеют одинаковое устройство и состоят из наружной стальной обоймы и внутренней алюминиевой втулки, между которыми находится привулканизированная к ним резина.

Задняя опора крепится болтами снизу к днищу кузова. Она состоит из наружной стальной арматуры и внутренней алюминиевой втулки также разделенных резиной. Кронштейн задней подвески – стальной, кованый, крепится на коробке передач болтами, соединяющими картер сцепления с картером коробки передач.

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.

Принцип работы 4, 6, 8 цилиндрового двигателя

От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько факторов, а именно: -расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное;-количество цилиндров;-конструкция распредвала;-тип и конструкция коленвала. Рабочий цикл двигателя Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз.

Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя.

Обязательным условием является то, что цилиндры, работающие последовательно, не должны находиться рядом. Для этого и разрабатываются производителями двигателей, схемы порядка работы цилиндров двигателя.

Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1. У двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться.

Например, двигатель ЗМЗ.

В каком порядке работают цилиндры двигателя на разных автомобилях

Для четырехцилиндрового рядного двигателя возможны два варианта чередования тактов в цилиндрах: 1-2-4-3 и 1-3-4-2 (нумерация цилиндров ведется от передней части двигателя по ходу автомобиля или, в случае с поперечным расположением двигателя, со стороны, противоположной маховику).С точки зрения описанных выше требований оба порядка работы цилиндров равноценны, поэтому применяются в разных двигателях, устанавливаемых на автомобилях.Так, например, на автомобильных двигателях, используемых Горьковским автомобильным заводом (ГАЗ-3102, ГАЗ-2410 т. п.) обычно используют последовательность работы цилиндров 1-2-4-3, а на двигателях автомобилей ВАЗ и Москвич – 1-3-4-2. Работа четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 подробно описана в Таблице 1.  Таблица 1.

Схемы двигателей

Содержание

Одноцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный четырехтактный одноцилиндровый двигатель

Простейшей схемой двигателя служит одноцилиндровая схема. Ее основными достоинствами являются простота и небольшие габариты. Это означает, что себестоимость и трудоемкость изготовления такого двигателя невелики, и он проще в обслуживании и ремонте. Поэтому одноцилиндровый двигатель идеально подходит для мопедов, скутеров и небольших внедорожных мотоциклов.

Однако он обладает множеством недостатков с точки зрения характеристик двигателя. Поскольку воспламенение смеси в одноцилиндровом четырехтактном двигателе происходит один раз за каждые 720 градусов поворота коленчатого вала, для поддержания вращения двигателя до его следующего рабочего хода необходимы большие маховики.

Для того чтобы избежать чрезмерного увеличения веса, маховики должны обладать большим диаметром и небольшой толщиной. Приходится максимально облегчать поршень, также необходим длинный шатун, и в итоге получается двигатель, называемый длинноходным. Характеристики такого двигателя хороши до определенного момента: он экономичен, обладает хорошей кривой мощности и характеристики момента таковы, что он может относительно легко обеспечивать динамичный разгон с низких частот вращения двигателя. Для использования великолепной характеристики мощности передаточные числа коробки передач могут быть «растянуты», за счет этого управление машиной становится не столь напряженным. Действительно, влияние вибрации двигателя до определенной степени субъективно и, как правило, довольно высокие уровни низкочастотных колебаний предпочтительнее менее интенсивного, но более раздражающего «дребезжания».

Однако если попытаться заставить такой двигатель работать при больших частотах вращения, его недостатки станут очевидными. Наличие массивных маховиков означает большое количество накопленной энергии или инерции, и ускорение, по сегодняшним меркам, будет ограничиваться медленным набором скорости. Маленький диаметр цилиндра и большой ход поршня означают высокие скорости линейного перемещения поршня, а следовательно, высокий уровень износа этих узлов. При попытке уменьшить ход поршня сглаживающий эффект больших маховиков теряется, а неуравновешенные силы увеличиваются. Это плохо сказывается на комфортабельности мотоцикла — покладистый одноцилиндровый двигатель превращает его в «дрель, передвигающуюся по дороге».

Другая проблема двигателей большого объема связана с затруднением запуска, даже если для этого применяется электрический стартер. Но, поскольку большинство одноцилиндровых двигателей большого объема используются для соревнований в условиях бездорожья и не оснащаются электрическим запуском, то каждый раз коленчатый вал приходится устанавливать в положение, когда он чуть не доходит до ВМТ на такте сжатия, затем давать ему здоровенный пинок, чтобы заставить его вращаться. Кроме того, есть проблема отдачи, которая проявляется, когда коленчатый вал установлен неправильно или когда на кик-стартер нажали недостаточно сильно. При этом усилия для того, чтобы поршень миновал такт сжатия, недостаточно, и он резко отскакивает назад из-за воздействия компрессии. При этом рычаг кик-стартера отпрыгивает назад и перекидывает вас через руль или ломает вам ногу. Некоторые одноцилиндровые двигатели оснащаются декомпрессором, предназначенным для облегчения запуска и уменьшения отдачи. Компания Honda разработала систему, в которой при нажатии на кик- стартер небольшой кулачок воздействует на выпускной клапан с целью немного приоткрыть его в ВМТ на такте сжатия. Это снижает усилие, необходимое для прокручивания коленчатого вала двигателя. Второй кулачок начинает работать, когда происходит отдача, также слегка приоткрывая выпускной клапан и снижая силу отдачи.

Двухцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Исторически рядный двухцилиндровый двигатель был удивительно похож на одноцилиндровый. измененный соответствующим образом для того, чтобы вместить два цилиндра, поршня и шатуна.

Стоит отметить, что в традиционном английском двухцилиндровом четырехтактном двигателе поршни перемещаются вверх и вниз одновременно, но вспышки в цилиндрах чередуются через один оборот двигателя (или с интервалом в 360 градусов). Поэтому он получил название двухцилиндрового рядного двигателя с чередованием вспышек через 360 градусов.

На первый взгляд может показаться, что выбор такого коленчатого вала нерационален, поскольку проблемы, которые появлялись при уравновешивании одноцилиндровых двигателей, остались, хотя в некоторых отношениях конструкция двигателя улучшилась. Вес коленчатого вала увеличился, потому что вал расширился, чтобы разместить дополнительный палец кривошипа и шатун. Это изменение носит противоречивый характер, так как диаметр вала уменьшился. Неуравновешенные силы можно несколько уменьшить за счет установки поршней достаточно большого диаметра и уменьшения их хода. При этом мы не устраняем неуравновешенность, но все-таки она снижается. Гораздо значительнее то, что традиционный «толчок» рабочего хода одно-цилиндрового двигателя сглаживается при наличии двух меньших импульсов мощности, равномерно распределенных в пределах двух оборотов коленвала двигателя.

Двухцилиндровый рядный двигатель с углом чередования вспышек через 360 градусов не был лишен недостатков, но обладал множеством преимуществ в отношении увеличения мощности по сравнению с одноцилиндровым. Главное преимущество скорее связано с конструктивными ограничениями одноцилиндровых двигателей, а не с самой задачей уравновешивания.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Альтернативой рядному двухцилиндровому двигателю с коленчатым валом, обеспечивающим чередование вспышек через 360 градусов, может служить двигатель, пальцы кривошипа которого выполнены раздельно и располагаются через 180 градусов. При такой схеме неуравновешенные силы первого порядка сводятся к минимуму. На первый взгляд, такой двигатель намного лучше, чем тот, у которого вспышки чередуются через 360 градусов, и на современных конструкциях используется именно такая схема.

Один недостаток такого коленчатого вала в том, что в пределах двух оборотов рабочие хода следуют неравномерно, а другой в том, что он образуют так называемую «качающуюся пару». Этот эффект со странным названием проявляется на двигателях всевозможных конструкций, число цилиндров которых превышает один, за исключением V-образного двухцилиндрового двигателя.

Представьте воздействие на коленчатый вал в момент вспышки в одном из цилиндров: по мере движения поршня вниз давление на эту сторону коленчатого вала возрастает, и у него появляется стремление «накрениться» на одну из сторон. Когда воспламенение происходит во втором цилиндре, воздействие на коленчатый вал повторяется, «накреняя» его на другую сторону. Единственный способ, позволяющий избежать этого, заключается в том. чтобы расположить оба кривошипных пальца в одной и той же плоскости, но в рядном двухцилиндровом двигателе это физически невозможно.

Если сравнить две этих схемы, можно обнаружить, что чередование вспышек как через 360 градусов, так и через 180 имеет свои собственные преимущества и недостатки, исходя из чего невозможно сказать, какая из схем лучше. Чтобы еще больше облегчить задачу уравновешивания, необходимо большее количество цилиндров.

Двухтактный рядный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Почти все двигатели, работающие по двухтактному циклу, работают по одной и той же схеме, в которой используется коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 180 градусов.

У таких двигателей по сравнению с четырехтактными аналогичной схемы меньше недостатков. Это связано с тем, что вспышка в каждом цилиндре происходит после одного целого оборота коленчатого вала, и, следовательно, в данном случае отсутствует неравномерность вспышек, обнаруженная в четырехтактном двигателе. Однако неприятный эффект «качающейся пары» все еще велик, и при более высоких частотах вращения, обычно присущих двухтактным двигателям, неуравновешенные силы могут проявиться в виде довольно навязчивого уровня вибраций. Эта проблема осложняется тем, что двухцилиндровым двухтактным двигателям необходимы отдельные кривошипные камеры, что означает наличие центрального коренного подшипника и сальников. В итоге коленчатый вал получается шире, чем на аналогичном четырехтактном двигателе. Таким образом, с учетом увеличившегося плеча полученный на шатунных шейках эффект «качающейся пары» возрастает.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Возраст идеи V-образного двухцилиндрового двигателя сравним с возрастом самого мотоцикла. Тот факт, что на сегодняшний день она все еще жива, служит доказательством ее разумности.

Первоначальная схема двигателя с V-образным расположением двух цилиндров и обшей шатунной шейкой избегает проблем «качающейся пары» двухцилиндрового рядного двигателя — особенно, если нижняя головка одного шатуна располагается внутри вильчатой головки другого. При расположении двух шатунов на одной пинии эффект «качающейся пары» отсутствует, и даже тогда, когда два обычных шатуна располагаются рядом на более широкой шатунной шейке коленвала, смещение настолько мало, что эффект оказывается незначительным.

С точки зрения уравновешивания, лучший угол развала цилиндров — 90 градусов. Если поступательно движущиеся массы поршней и шатунов полностью сбалансированы (100% показатель уравновешенности), то неуравновешенные силы одного цилиндра неизбежно уравновешиваются противодействующими силами в середине хода другого. Все еще присутствует задача суммарных сил, которые служат причиной горизонтальной вибрации двигателя, но такая вибрация сравнительно умеренна по отношению к уже рассмотренным уровням вибраций. На практике продольно установленный двигатель обладает относительно незначительным уровнем вибраций, в основном обязанным своим происхождением «толчкам» при каждом рабочем ходе поршня (чередование вспышек через 270 и 450 градусов). При поперечном расположении двигателя силы ощущаются сильнее, как раскачивание «из стороны в сторону» при низких частотах вращения, но, опять же, они гораздо менее раздражающие, чем на двухцилиндровом рядном двигателе.

В то время как V-образный двухцилиндровый двигатель с углом развала 90 градусов кажется идеальным мотоциклетным двигателем, его широко раздвинутые цилиндры увеличивают габариты и, таким образом, затрудняют его установку в мотоциклетную раму. В то же время сделать это возможно, что подтверждается примером компании Ducati . Такая схема до сих пор не стала традиционной, хотя становится все популярнее на спортивных моделях благодаря успеху этой компании в мировых чемпионатах. Большинство конструкций с продольной установкой V-образного двухцилиндрового двигателя представляют собой компромисс между оптимальной уравновешенностью и компактностью за счет меньшего угла развале между цилиндрами (хотя это влияет на интервалы между вспышками, которые становятся еще более неравномерными). У продольного расположения V-образного двухцилиндрового двигателя есть свое преимущество — двигатель получается более узким, но, если не использовать жидкостное охлаждение, задний цилиндр может работать в условиях большей теплонапряженности, чем передний.

Поперечное расположениеV-образного двухцилиндрового двигателя успешно применяется в течение многих лет компанией Moto Guzzi, такой двигатель легко располагается в раме и имеет превосходное охлаждение, поскольку обе головки обдуваются встречным потоком воздуха. Кроме того, такая конструкция оптимальна с точки зрения использования карданного вала.

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель большая редкость, но существует пример такого двигателя — модель NS 250 компании Honda, предназначенная для японского рынка. Поскольку двигатель двухтактный, и каждый цилиндр нуждается в отдельной кривошипной камера, использовать общую шатунную шейку четырехтактного V-образного двигателя невозможно. Следовательно, двигатель неизбежно подвергается эффекту «качающейся пары», характерному для всех двухтактных двухцилиндровых двигателей. Но даже в этом случае многие неуравновешенные силы, свойственные рядному двухцилиндровому двигателю, исчезают.

Двигатель с двумя горизонтальными противолежащими цилиндрами (двухцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]

Четырехтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель

Двухцилиндровый оппозитный двигатель предлагает почти идеальное решение задачи уравновешивания, которая затрагивалась в конструкциях, рассмотренных ранее. Если оба поршня перемещаются одновременно в противоположных направлениях неуравновешенные силы первого порядка от поршня и шатуна одного цилиндра компенсируются другим. Но, так как приходится применять две шатунные шейки вместо одной, между двумя этими цилиндрами возникает эффект «качающейся пары», однако возникающий в итоге уровень вибраций обычно небольшой.

Более практическое соображение — как устанавливать столь неудобный агрегат в раму мотоцикла. Существует несколько случаев продольной установки — например, довоенные модели компании Douglas, хотя это и приводит к удлинению машины и затрудняет поиск соответствующего места для узлов трансмиссии. Другая проблема связана с задним цилиндром, который затенен основной частью двигателя, а, следовательно, перегревается. Наиболее известный пример конструкции оппозитного двигателя на современном мотоцикле производит компания BMW. Как в большинстве других конструкций, она использует поперечную схему установки оппоэитных двигателей, которая также упрощает использование карданного вала в качестве главной передачи.

Трехцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Рядный трехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 120 градусов

Четырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 360/180 градусов

Рядный трехцилиндровый двигатель, установленный поперечно, в действительности представляет собой развитие конструкции рядного двухцилиндрового в попытке обрести компромисс между проблемами вибрации последнего и шириной четырехцилиндрового двигателя. В особенности это относится к двухтактным двигателям, кривошипные камеры которых становятся чрезмерно широкими в трехцилиндровом варианте, а в четырехцилиндровом он был бы безусловно громоздким.

Двухтактный трехцилиндровый двигатель был фаворитом фирм в 70-х, тому есть множество примеров среди мотоциклов компаний Suzuki и Kawasaki. Оба этих изготовителя даже решились на создание двухтактных двигателей объемом 750 куб. см; GT 750 с водяным охлаждением от компании Suzuki и КН 750 от Kawasaki.

Шатунные шейки коленчатого вала располагались между собой под углом 120 градусов, и силы первого порядка были достаточно хорошо сбалансированы, но из-за сложного эффекта «качающейся пары» (скорее, «качающейся тройни»), они прославились высоким уровнем высокочастотной вибрации, особенно, если агрегат был недостаточно хорошо изолирован от рамы резиновыми подушками.

Четырехтактных представителей такой схемы также достаточно много, от BSA RocketThree, и Triumph Trident конца 60-х, до «туреров» с карданным валом от компании Yamaha — XS 750 и 850, а также трехцилиндровых мотоциклов компании LaVerda, выпускавшихся в 70-х и 80-хгодах. Много лет компания LaVerda использовала коленчатый вал, в котором шатунные шейки располагались под углом 180/360 градусов (когда центральный поршень достигает ВМТ, а два других — НМТ и наоборот), но позже переняла схему с 120-градусным коленчатым валом, и следующий двигатель стал более уравновешенным.

Triumph осталась верна трехцилиндровому двигателю, многие модели этой компании отличаются рядным трехцилиндровьм двигателем поперечного расположения. Однако, по мнению большинства изготовителей, у трехцилиндрового двигателя есть небольшое преимущество по сравнению с рядным четырехцилиндровым, он представляет собой превосходный компромисс между низкооборотным двухцилиндровым двигателем и четырехцилиндровым с его запредельной мощностью.

Рядный трехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]

Компания BMW выступила с интересной вариацией на вышеупомянутую тему в виде своего К 75, цилиндры которого располагаются горизонтально в ряд, а коленчатый вал — продольно вдоль рамы мотоцикла; по существу он был развитием их горизонтального четырехцилиндрового двигателя, появившегося ранее. Несмотря на то, что на первый взгляд двигатель несколько необычный (головка цилиндра этого двигателя располагается с одной стороны, а кривошипная камера — с другой], он достаточно узок и компактен, а также обладает низким центром тяжести и хорошо подходит для карданной схемы привода.

Трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель [ править | править код ]

Двухтактный V-образный трехцилиндровый двигатель

Согласно любым стандартам, трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель — причуда, и кажется, что такая конструкция двигателя вряд ли может получить развитие.

Впервые такой двигатель появился в роли силовой установки для 500-кубового мотоцикла класса Grand Prix. Странное расположение цилиндров было выбрано с целью избежать проблемы увеличения ширины, присущей двухтактным рядным трехцилиндровым двигателям; даже если уменьшить длину коленчатого вала до минимально возможных размеров, при разделенных кривошипных камерах двигатель все же, остается большим из-за широких цилиндров с продувочными каналами. Благодаря смещению центрального цилиндра допускается их частичное наложение, и общая ширина, таким образом, снижается. После удачного выступления на соревнованиях компания Honda выпустила дорожную версию — NS 400R.

Четырехцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель

Когда в 1969 году компания Honda представила СВ 750 Four мотоциклетной публике, до сих пор не мечтавшей о сложности, она на доброе десятилетие утвердила основную конструкцию мотоциклетных двигателей среднего и большого объемов. Конечно, в конструкции рядного четырехцилиндрового двигателя не было ничего нового — десятки лет назад производители автомобилей остановили свой выбор на этой конструкции, как на лучшем компромиссе между уравновешенностью и компактностью, но большинство малолитражных четырехцилиндровых автомобильных двигателей слишком велики и тяжелы для мотоцикла. Однако у компании Honda в 60-х годах было несколько четырехцилиндровых двигателей для небольших спортивных автомобилей, которые получились компактнее, чем у других изготовителей. Тогда их и переделали для применения на мотоцикле. Получившийся в результате двигатель был не намного шире рядного двухцилиндрового, который он заменил, хотя все-таки получившийся двигатель был достаточно широким.

Устанавливаемый поперечно рядный четырехцилиндровый двигатель в своей основе заключает две двухцилиндровых, объединенных между собой общим картером со смещением шатунных шеек коленчатых валов на 180 градусов. В большинстве двигателей такого типа коленчатый вал устроен так, чтобы два центральных поршня двигались вверх и вниз вместе, со смешением на 180 градусов относительно двух других поршней. Хотя коленчатый вал неизбежно получается длинным из-за необходимости разместить коренные подшипники и четыре шатуна, его диаметр не должен быть большим. Это связано с тем, что рабочие хода происходят относительно часто, один за каждый полуоборот коленчатого вала, следовательно, потребность в больших маховиках для поддержания движения отпадает.

Также важен небольшой размер и вес поршней и шатунов, отражающийся в невысоких значениях сил первого порядка от каждого цилиндра в отдельности. Распределение сил получается более равномерным, чем в одно-, двух- или трехцилиндровом двигателе. За счет хорошей уравновешенности коленчатого вала и относительно небольшого диаметра маховиков четырехцилиндровый двигатель об падает достаточно небольшим ходом поршня, поэтому он динамичен и может предназначаться для работы с достаточно высокими частотами вращения двигателя. Это получило одобрение в рядах как потребителей, так и производителей. Единственными существенными проблемами, помимо соображений явной сложности конструкции, являются длина коленчатого вала и неизбежная высокочастотная вибрация, вызванная силами второго порядка и эффектом «качающейся пары». Хотя этого не избежать, но силы невелики, и уровень вибрации лишь немного превышает порог раздражения. В большинстве случаев она может быть снижена благодаря грамотной конструкции рамы, опор двигателя и всех окружающих двигатель узлов. Чтобы уменьшить ширину картера, некоторые производители, ранее устанавливавшие генератор на одной из цапф коленчатого вала, обратились к схеме его расположения над картером с цепным или шестеренчатым приводом от коленчатого вала. Сейчас, когда небольшие приборы электронного зажигания сменили механизмы ограничения оборотов и контактные прерыватели с механическим регулятором опережения (которые обычно устанавливались на противоположной генератору цапфе коленчатого вала), ширина картера на нtкоторых двигателях стала меньше ширины блока цилиндров.

Также можно установить двигатель в раме не поперечно, а продольно, как на традиционном автомобиле с задним приводом. Существуют примеры такой конструкции в продукции компаний Brough Superior, Wilkinson. Henderson и Indian, но удлинение силового агрегата и, следовательно, колесной базы со многих точек зрения неприемлемо.

Что касается двухтактного четырехцилиндрового двигателя — четыре разделенные кривошипные камеры получаются слишком громоздкими, чтобы иметь практическое применение, и поэтому такая схема всегда воспринималась нежизнеспособной.

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Как и в версии рядного трехцилиндрового, четырехцилиндровый рядный двигатель компании BMW, аналогичный тому, что используется на К 100, установлен горизонтально, его цилиндры располагаются поперек рамы, а коленчатый вал — вдоль нее. По стандартам нормальных четырехцилиндровых двигателей ширина данного силового агрегата очень невелика, а его высота причиняет меньше беспокойства, чем при вертикальном расположении двигателя. Он также обладает преимуществами низкого центра тяжести и простоты с точки зрения использования карданного вала.

Двигатель с четырьмя противолежащими цилиндрами горизонтального расположения (четырехцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]

Четырехцилиндровый оппозитный двигатель

По аналогии с тем, как двухцилиндровый рядный двигатель превратился в четырехцилиндровый, такие два цилиндра добавились к двух-цилиндровому оппозитному двигателю для получения четырехцилиндрового. Получившийся двигатель может быть проиллюстрирован моделями Gold Wing компании Honda объемом 1000, 1100 и 1200 куб.см. — наверное, единственным примером этой схемы в современном мире мотоциклов. Мотор необычайно уравновешен и придает мотоциклу Honda Gold Wing превосходную управляемость за счет низкого центра тяжести. Главный недостаток — чрезмерная ширина двигателя, делающая его непригодным для всех мотоциклов, кроме «туреров» и «круизеров». Ширина двигателя — постоянная проблема, с которой сталкивается мотоциклетный конструктор, и, хотя «четырехцилиндровый оппозит» идеален почти во всех отношениях, этот единственный фактор служит главной причиной сдерживающей его повсеместное использование.

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров [ править | править код ]

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров представляет собой другой вариант объединения рядных двухцилиндровых двигателей для получения четырехцилиндрового. На сей раз — с двумя отдельными коленчатыми валами, располагающимися один за другим и объединенными цепным или шестеренчатым приводом. Эта схема позволяет сохранить ширину двигателя на уровне двухцилиндрового при небольшом увеличении его длины и предлагает преимущества рядного четырехцилиндрового двигателя без проблем, связанных с увеличением ширины.

Такая конструкция получила наибольшее распространение на моделях Square Four компании Ariel. Все эти модели оснащались четырехтактными двигателями, которые обладали поразительным по тем временам объемом 1000 куб.см. Немного позже эта схема успешно использовалась на спортивных двухтактных двигателях, так как позволяла применить дисковый клапан для улучшения наполнения. Она нашла свое продолжение в модели RG 500 компании Suzuki. Главная проблема четырехцилиндрового двигателя с квадратным расположением цилиндров заключается в ухудшении охлаждения задних цилиндров. При использовании воздушного охлаждения два передних цилиндра сильно затеняют задние, и даже при тщательной проработке оребрения очевидна склонность к перегреву во время движения. Единственный способ решить эту проблему — использовать жидкостное охлаждение, но это приводит к увеличению веса и сложности конструкции.

V-образный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный V-образный четырехцилиндровый двигатель

Еще одним способом компоновки четырех цилиндров является V-образное расположение, служащее альтернативой квадратному с точки зрения компактности, но частично лишенное проблем, связанных с перегревом, за счет того, что задние цилиндры чуть более открыты воздушному потоку (хотя, опять же. использование жидкостного охлаждения — единственный эффективный путь решения этойпроблемы).

Вообще, V-образный четырехцилиндровый — не более чем сдвоенный V-образный двухцилиндровый двигатель, и, таким образом, большинство замечаний, относящихся к последнему, могут быть применены и в данном случае. При этой схеме коленчатый вал можно выполнить так, чтобы пара шатунных шеек располагалась параллельно(коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 360 градусов), и такое расположение с точки зрения снижения вибрации и устранения эффекта «качающейся пары» является наилучшим. Другой подход состоит в том. чтобы разместить шатунные шейки под углом 180 градусов друг к другу. Несмотря на то, что вибрация усиливается, она уравновешивается более регулярными вспышками в этих четырех цилиндрах (через каждые 180 градусов).

Как и в случае V- образных двухцилиндровых двигателей, оптимальный угол развала блоков составляет 90 градусов, но могут применяться и меньшие углы развала.

Хотя данный двигатель сложен с точки зрения обслуживания и дорог с точки зрения производства, V-образные четырехцилиндровые двигатели прославились благодаря широкому использованию в модельном ряде VFR компании Honda и достигли успеха в гонках в качестве силового агрегата мотоциклов RC 30 и RC 45. Другими знаменательными примерами использования V-образных четырехцилиндровых двигателей стали: модель V-Max объемом 1200 куб.см. компании Yamaha, двухтактный RD 500 той же компании, ну и, конечно, двухтактные V-образные четырехцилиндровые двигатели, использованные в соревнованиях класса Grand Prix. Конечно, наиболее совершенным V-o6paзными четырехцилиндровым двигателем с точки зрения технологии должен быть двигатель модели NR 750, выпущенной в ограниченном количестве компанией Honda. Применив технологию производства и материалы авиационной промышленности, компания Honda разработала V-обраэный четырехцилиндровый двигатель с овальными поршнями и 32-мя клапанами.

Более четырех цилиндров [ править | править код ]

V-образный пятиципиндровый двигатель [ править | править код ]

С появлением четырехтактных двигателей в соревнованиях класса Gran Prix в 2002 году производители обратили свое внимание на разработку машин, согласующихся с всевозможными ограничениями веса и размеров. Для себя компания Honda сделала вывод, что V-образный пятицилиндровый двигатель служит идеальной схемой, отвечающей этим ограничениям. Этот двигатель с тремя цилиндрами, расположенными спереди, и двумя сзади, с поперечным расположением коленчатого вала в раме, подобен старому V-образному трехцилиндровому двухтактному двигателю и чрезвычайно компактен. Это не первый пятицилиндровый мотоциклетный двигатель (при том они очень популярны в автомобильной отрасли). Еще в 1965 году компания Honda (впервые) создала рядный пятиципиндровый двухтактный двигатель, способный развивать частоту 20.000 оборотов в минуту.

Рядный шестицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Рядный шестицилиндровый двигатель

Увеличение числа цилиндров — это один из путей дальнейшего снижения вибрации рядного четырехцилиндрового двигателя. При тщательной проработке конструкции можно избавиться от большинства сил первого и второго порядков и получить уравновешенный шестицилиндровый двигатель. Относительно небольшие поршни такого двигателя формируют равномерный выходной крутящий момент — таким образом, потребность в больших массивных маховиках отпадает. Плата за эту равномерность — сложность конструкции, высокая стоимость и неизбежная ширина силового агрегата.

Наиболее известным среди шестицилиндровых мотоциклов является модель СВХ 1000 компании Honda. Компания Kawasaki тоже испробовала рядный шестицилиндровый двигатель на модели Z 1300, которая изначально разрабатывалась, как туристическая машина и отличалась жидкостным охлаждением и карданной передачей. Среди европейских производителей только компания Benelli применила рядный шестицилиндровый двигатель для исследования его возможностей на своей 750 кубовой модели Sei которая стала первой серийной моделью.

Шестицилиндровый двигатель с противолежащим (горизонтальным) расположением цилиндров (оппозитный шестицилиндровый двигатель) [ править | править код ]

В 1988 году компания Honda продолжила развитие своего оппозитного четырахцилиндрового двигателя объемом 1200 куб.см., добавив к нему еще два цилиндра и соответствующие им 300 куб.см. Получившийся в результате двигатель объемом 1500 куб.см. применялся на моделях Gold Wing до 2001 года, когда его объем еще раз увеличили до 1800 куб.см. Подобно своему предшественнику, скорее всего, такой двигатель единственный представитель такой компоновки среди мотоциклов.

V-образный восьмицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Несомненно, V-образный восьмицилиндровый двигатель это уже крайность, они были чрезвычайно популярны в качестве автомобильных двигателей на протяжении ряда лет за равномерность работы и высокую мощность, но, по вине своих размеров и сложности, редко встречаются на серийных мотоциклах. Модель V-8 Nemesis компании Norton представляет собой самую позднюю разработку в этом направлении.

Подобно большинству идей, V-образный восьмицилиндровый двигатель уже был опробован на мотоцикле компанией Moto Guzzi. Она среди немногих добилась успеха в реализации данной схемы, выпустив в 1955 году опережавший свое время двигатель объемом 500куб.см., картер которого даже изготавливали из магния. К сожалению, рама и шины были недостаточно хороши для двигателя и мотоцикла, страдавшего плохой управляемостью. Его последний лучший результат был зафиксирован на гонках 1957 года, когда он достиг невероятной скорости 178 миль в час в гонках «Masta» по прямой, в местечке Спа в Бельгии.

Какой двигатель выбрать: 4-цилиндровый или 6-цилиндровый

Выбрать автомобиль сегодня не просто. Бренды предлагают самые разнообразные варианты на любой вкус и кошелек. Модели различаются по классу, экстерьеру, интерьеру, типу кузова, приводу и трансмиссии, и конечно, у них разные двигатели. Сегодня независимо от типа топлива в автомобилях используются моторы с 3-мя, 4-мя, 6-ю или 8-мью цилиндрами, а иногда даже с 10-ю и 12-ю.

Самые распространенные это 4-х и 6-ти цилиндровые двигатели. Причем оба могут предлагаться для одной и той же модели, да и мощность у них иногда практически одинаковая.

Давайте разберемся, какова разница в характеристиках, в расходе топлива, в обслуживании и, конечно, в цене? В чем их плюсы и минусы и стоит ли переплачивать за «шестерку»?

4-цилиндровые двигатели

Атмосферная бензиновая «четверка» – это автомобильная классика. На протяжении многих лет схема отработана почти до совершенства. Сегодня это самый распространенный вариант в массовом сегменте.

Учитывая небольшие размеры такие двигатели устанавливают как вдоль, так и поперек. Обычно их объем составляет от 1 литра до 3,5. Основные преимущества – малый вес и габариты, экономичность, долговечность, простота и дешевизна в обслуживании.

Минусов немного. Главный – относительно небольшие, по сравнению с 6-цилиндровым мотором, мощность и крутящий момент, и, как следствие, недостаточная динамика. Особенно это ощущается на крупных автомобилях от D-класса и выше и, конечно, на кроссоверах.

6-цилиндровые двигатели

«Шестерки» тоже известны с незапамятных времен. Когда-то они были в основном рядные. Сегодня все чаще встречаются V-образные с объемом от 2,5 литров и больше. Конечно, они мощнее, динамичнее и лучше раскрывают возможности машины. Особенно в связке с классическим автоматом.

Такие двигатели устанавливаются, как правило, на бизнес-классе и выше, а также на кроссоверах и внедорожниках. Но это не единственные их плюсы. В силу конструктивных особенностей, 6 цилиндров более сбалансированные, поэтому и тихие.

Впрочем, они не без минусов. Такие моторы больше, поэтому и тяжелее. У них выше расход топлива, и, самое главное, они дороже, в том числе и в обслуживании. Ведь им требуется больше расходных материалов и технических жидкостей.

Так какой двигатель выбрать?

При выборе двигателя многое зависит от условий эксплуатации и стиля езды. Если вы не фанат динамичной езды и к тому же считаете деньги, то 4-цилиндровый мотор – ваш вариант. Он годится практически для любых условий. 6-цилиндровый двигатели подойдут для более активной езды, тем, кто ездят с полной нагрузкой или прицепом. Главное, подобрать то, что нужно именно вам. Тогда и автомобиль, и его двигатель вас точно порадуют.

https://autoclub174.ru/rekomendacii/gde-pervyj-cilindr-dvigatelya.html
https://motorcycle.fandom.com/ru/wiki/%D0%A1%D1%85%D0%B5%D0%BC%D1%8B_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B9

Какой двигатель выбрать: 4-цилиндровый или 6-цилиндровый