Что определяет порядок работы цилиндров двигателя

Порядок работы цилиндров: влияние на него определенных факторов

Двигатель — это самая важная составляющая автомобиля: в нем происходит множество процессов, в которых порой сложно разобраться, но в некоторых случаях просто необходимо иметь представление о его работе и отдельных моментах, которые происходят в нем. Здесь мы поговорим о такой части мотора, как цилиндры, и о том, каким образом они работают.

Предназначение цилиндров

Прежде всего скажем о том, что они собой представляют и для чего нужны. Проще говоря, это отверстие в блоке цилиндров, в котором движется поршень. Их наличие имеет большое значение для работы двигателя: все важнейшие процессы преобразования и получения энергии происходят именно в цилиндрах, а энергия, соответственно, приводит в движение автомобиль. По сути, в нем соединяются две энергии: сгорания топлива и движения. Стоит отметить, что в процессе работы цилиндры испытывают невероятные нагрузки, связанные как с высокой скоростью движения поршня, так и с большой температурой. В тот момент, когда в них происходит сгорание топлива, образуется очень много энергии.

Определение

Порядок работы цилиндров представляет собой последовательность, в которой поочередно происходит воспламенение в цилиндрах. Иначе можно назвать его последовательностью чередования тактов расширения. Факторы, влияющие на нее: количество цилиндров, характер их расположения, конструкция двигателя (в частности, распредвала и коленвала), а также промежуток между вспышками. Если быть точнее, то на него влияет расположение цилиндров, шеек коленчатого и кулачков распределительного валов. Плавность работы двигателя, стоит отметить, зависит, помимо прочих факторов, от последовательности ходов.

Двигатели с 4 и 6 цилиндрами

Двигатели имеют разное количество цилиндров, по этой причине последовательность одноименных тактов будет разная. Рассмотрим порядок работы 4-цилиндрового двигателя. Смена тактов — через 180°, а чередование рабочих ходов может быть следующим: первый, третий, четвертый, второй, или в порядке один-два-четыре-три. То есть, как мы видим, такты происходят в удаленных цилиндрах. Рабочий ход в первом, втором, четвертом и третьем цилиндрах происходит за 1, 2, 3, и 4-й полуоборот коленчатого вала соответственно. Порядок работы 6 цилиндров двигателя: в подобном моторе шатунные шейки располагаются уже под углом 120 градусов.

Последовательность имеет схему: один-пять-три-шесть-два-четыре. Может быть и второй вариант. Он выглядит так: один-четыре-два-пять-три-шесть, но больше всего используется первая последовательность.

Даже у двигателей одного типа, но имеющих разную модификацию, порядок работы цилиндров может отличаться. К примеру, возьмем мотор ЗМЗ в модификации 402: первый, второй, четвертый, третий, а вот у 406 он будет выглядеть иначе. Четырехтактный двигатель проходит полный рабочий цикл за два оборота коленвала (720 градусов), двухтактный (360 градусов). Стоит отметить, что последовательность в любом случае будет начинаться с главного цилиндра №1.

Рабочий цикл

Состоит из фаз газораспределения. Распредвал необходим для того, чтобы клапаны открывались (закрывались) в определенной последовательности в соответствии с тем, каков порядок работы цилиндров двигателя. Плавная работа двигателя происходит в том случае, когда последовательность газораспределительных фаз равномерно распределяется по своей силе действия на коленвал.

Для того чтобы он, в свою очередь, находился под усилием поршней, колена вала смещают под определенным углом, который зависит от тактности двигателя.

Особенности работы цилиндров

В современных автомобилях двигатели имеют от двух до двенадцати цилиндров, которые к тому же могут располагаться по-разному. Порядок работы в основном зависит от взаимного положения кривошипов коленчатого вала, а также от того, каким образом расположены цилиндры, как уже отмечалось ранее. Порядок работы цилиндров двигателя устанавливается таким образом, чтобы рабочие такты происходили не в соседних цилиндрах, а в удаленных друг от друга, для того чтобы разгрузить коленвал. Чем больше цилиндров в двигателе, тем интервал воспламенения короче, а энергия при этом поступает непрерывно и в большом объеме.

8-цилиндровые двигатели с интервалом между воспламенителями 90 градусов имеют следующую последовательность: первый, пятый, четвертый, восьмой, шестой, третий, седьмой, второй.

Моторы с 12 цилиндрами чаще всего работают по такой схеме: слева первый, третий, пятый, второй, четвертый, шестой, а справа сначала седьмой, потом девятый, одиннадцатый, восьмой, десятый и в конце 12.

Когда может быть применена данная информация?

Чаще всего эта информация для автолюбителей является ненужной, и по большей части она не применяется в процессе эксплуатации автомобиля. Однако имеется ряд случаев, когда водителю необходимо об этом знать. Такие сведения могут пригодиться для того, чтобы правильно присоединить провода, которые имеют высокое напряжение, к таким элементам, как свечи и трамблер, в ходе выполнения определенных ремонтных работ или починке ГБЦ, а также для проведения настройки тепловых зазоров в клапанах и для правильного присоединения трубопроводов высокого давления в дизелях.

Конечно же, в большинстве случаев данные сведения не пригодятся, но чтобы не испытывать затруднений при некоторых ремонтных работах и не обращаться при этом к специалисту, вполне достаточно будет знать некоторые нюансы работы двигателя.

Порядок работы 8 цилиндрового двигателя

Для большинства автолюбителей принцип работы двигателя с 8 цилиндрами остается тайной за семью печатями. В каком-то смысле это нормально, ведь тема не самая простая, чтобы каждый второй смог досконально изучить ее.

Однако бывают ситуации, когда определенные базовые знания о работе движка все же будут не лишними.

Немного истории

Начало ХХ века ознаменовалось целой кучей патентов в области автопромышленности. Двигатели, шины, диски, формы кузова и т.п. Все это ознаменовало масштабный скачок автомобильной индустрии, выдвинув ее едва ли не в первые промышленные дивизионы. Большинство технологий, используемых при сборке современных автомобилей, были зачаты в те самые годы. Нашим современникам осталось лишь отточить их до нынешнего вида.

Патент на первый восьмицилиндровый двигатель не так давно отметил свое столетие. Правда об автомобилях с таким объемом мотора тогда речи не шло – скорее небольшие корабли и молодые образцы авиатехники. А вот с 1914 года немногие тогдашние автолюбители могли ощутить гул работы цилиндров 8 цилиндрового авто двигателя. Его объем на тот момент не превышал 4х литров. Были, конечно, и более ранние опыты с установкой такого движка на авто, но упоминать о них смысла нет, так как они очень быстро сходили на нет, не оставив для нас ни одного рабочего прототипа.

А как сейчас?

Вопреки расхожему мнению, двигатели с 8 цилиндрами ставят не только на люксовые иномарки, но и на обычные тракторы, грузовики и строительную технику. Как и с двигателями послабее, наиболее сбалансированным видом является рядный тип мотора. Иными словами, когда все цилиндры расположены в ряд. Именно ими долгое время комплектовали самые дорогие автомобили. Особенно ценима такая конструкция была в Америке. Впрочем, рекордсменами здесь являются немцы, высоко ценящие баланс и надежность рядного движка.

Но даже им, со временем, пришлось перейти на V-образные двигатели. Причина проста и банальна – восьмицилиндровый «питон» попросту не вмещался в стандартном моторном отсеке современных авто.

Порядок работы

Именно это будет наиболее прикладной информацией для рядового водителя. Дело в том, что зная порядок работы сердца вашего авто, вы без труда сможете подкорректировать зазор клапанов или заняться зажиганием.

Описывать порядок работы 8 цилиндров рядного двигателя смысла нет, так как в легковых авто они сейчас почти не встречаются. А вот V-образные движки имеют достаточно выверенную последовательность: 1 – 5 – 4 – 8 – 6 – 3 – 7 – 2. Интервал рабочего цикла составляет 90 градусов (т.е. через 90 градусов поворота коленвала, после начала работы первого цилиндра, начинает работать следующий. В нашем случае, пятый.). Такой интервал обеспечивает весьма мягкую работу двигателя. Если вы счастливый обладатель дизельного гиганта ЗиС, то порядок работы будет немного отличаться: 1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8. Как видите, при любом раскладе (это касается всех двигателей любой цилиндровости) рабочий цикл движка начинается с первого цилиндра.

Стоит помнить, что работа 8 цилиндрового V-образного двигателя отличается от двигателя 6 цилиндров и выполняется в индивидуальном для каждого производителя порядке. Схема приведенная выше является наиболее обобщенной, но не стопроцентно подходящей для каждого авто. Даже тип модификации мотора играет роль.

Понятное дело, что при необходимости калибровки клапанного зазора, большинство хозяев поведут своих коней в автосервис. Да и головку БЦ не каждый возьмется чинить самостоятельно. Но если вы подлинный фанат автомобилей, то вы просто обязаны хотя бы раз поработать с вашим мотором самостоятельно. А знание о порядке работы движка вам в этом сильно поможет.

Видео пример работы

Порядок работы цилиндров двигателя.

Не каждому владельцу автомобиля нужно знать, каким образом происходит зажигание двигателя автомобиля и благодаря какой детали машины. Но если вдруг у вас сломалось зажигание или нужно отрегулировать зазоры в клапанах своими руками, то вам придется разобраться с порядком работы цилиндров двигателя.

Что представляет собой цилиндр?

Цилиндр двигателя – это рабочая камера объемного вытеснения. Внешние и внутренние его части постоянно нагреваются до разных температур и состоят из 2 частей: наружная выглядит как рубашка, внутренняя представляет собой рабочую втулку, называемую гильзой цилиндра. Рубашки изготавливаются из одной отливки для всех цилиндров и называются блоком цилиндров. Гильзы цилиндра выполняют из высокопрочных специальных сталей или чугуна.

Цилиндры в двигателе вырабатывают одноименные такты в каждом цилиндре, которые чередуются в определенной последовательности, читаем статью устройство ДВС. Такое чередование тактов является порядком работы цилиндров.

Факторы, влияющие на работоспособность цилиндров.

1. Как цилиндры расположены: в один ряд либо V образно.
2. В каком количестве.
3. Тип и конструкция коленчатого вала.
4. Конструкция распределительного вала.
5. Расположение шатунных шеек.

У двухтактных двигателей цилиндры отличаются от цилиндров четырехтактных двигателей своей конструкцией. А также у одинаковых двигателей, но различных модификаций, работа цилиндров может быть разной. Например, весь рабочий цикл четырехтактного двигателя, происходит за два оборота коленчатого вала, что в градусах означает 720, а в двухтактном – 360 градусов. Коленчатый вал сдвигается на определенный угол, что происходит для того, чтобы коленвал постоянно был под усилием поршня. Угол на который он смещается зависит от тактности двигателя и количества цилиндров.

Порядок работы разных двигателей.

С четырьмя цилиндрами.

Двигатель с 4 цилиндрами расположенными в один ряд:

такты чередуются через 180 гр., а порядок работы цилиндров первый — второй — четвертый — третий (как пример).

С шестью цилиндрами.

Двигатель с шестью цилиндрами однорядными:

такты чередуются через 120 гр. в порядке первый — пятый — третий — шестой — второй — четвертый.

Порядок работы двигателя V8.

Двигатель с 8 цилиндрами, расположенными образом V:

чередование происходит через 90 гр. в порядке первый — пятый — четвертый — восьмой — шестой — третий — седьмой — второй.

Порядок работы двигателя W12.

Есть еще и двенадцатицилиндровые двигатели, в которых цилиндры расположены W-образно:

блок цилиндров разбит на левые головки и правые, поэтому чередование тактов происходит в них по-разному. В левых первый — третий — пятый — второй — четвертый — шестой, а в правых седьмой — девятый — одиннадцатый — восьмой — десятый — двенадцатый.

Чтобы разобраться до конца, что означает порядок работы цилиндров и эти наборы цифр, можно рассмотреть как пример работу двигателя с 4 цилиндрами с таким порядком чередования первый — второй — четвертый — третий через 180 гр.: это означает, что 1 рабочий цилиндр проходит свой цикл и через 180 гр. поворота коленчатого вала цикл проходит уже 2 цилиндр, и так далее в определенной последовательности.

Порядок работы 4 цилиндрового двигателя

Обычно автовладельцы не задумываются о порядке активности цилиндров двигателя своего автомобиля, ограничиваясь знанием числа таковых. И в большинстве случаев просто нет необходимости углубляться в такие технические детали. Но информация о работе цилиндров оказывается полезной, когда нужно, например, выставить зажигания или отрегулировать клапана, в других ситуациях самостоятельной наладки и ремонта, когда нужно починить автомобиль без возможности добраться до СТО, или просто при желании сделать все самому. Далее мы узнаем, каков порядок работы 4-цилиндрового двигателя, и выясним последовательность для некоторых других компоновок.

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.

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.

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.

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-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.

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.

Как действуют ДВС V6

Для эффективности порядка работы сегодняшних шестицилиндровых двигателей таковой строится также по особой системе. Типичный порядок работы 6 цилиндрового двигателя рядного исполнения – метод 1–5–3–6–2–4. В рассматриваемом форм-факторе силовой агрегат получается достаточно длинным и требует большого подкапотного пространства.

Чтобы снизить габариты, иногда применяют «вэ-подобную» систему. Схема порядка работы «горшков» 6 цилиндровых современных двигателей, V образного форм-фактора – очередность активации 1-4-2-5-3-6.

Интересно: рассматриваемая шестицилиндровая конструкция считается одной из наименее сбалансированных.

Агрегат от Audi, для которого актуален указанный порядок работы V-образного шестицилиндрового автомобильного двигателя:

ДВС на 8 цилиндров

Из-за габаритов двигатели делаются V-образной компоновки.

Восьмицилиндровый ДВС от Chevrolet:

Возможный порядок работы восьмицилиндрового двигателя современной машины:

• вариант 1–5–4–2–6–3–7–8 — основной;
• принцип 1–8–4–3–6–5–7–2 – другая вариация.

Различие это мнимое и произошло из-за разницы в подсчете цилиндров. В США цилиндр 1 расположен спереди по направлению движения авто, слева, а в европейской системе – справа. Нумерация цилиндров производится в шахматной последовательности, в направлении назад и слева направо, поэтому обе классификации представляют, по сути, одно и то же, что иллюстрирует схема:

Интервал между зажиганием топлива 90 град.

Как определить порядок

Чтобы узнать, по какой схеме работает мотор, необходимо изучать документацию на автомобиль и конкретный силовой агрегат, визуально определить это затруднительно.