Многоцилиндровые двигатели

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе рабочий цикл совершается за четыре полуоборота коленчатого вала, а в двухтактном – за два полуоборота, За время рабочего хода коленчатый вал вращается быстрее, а в течение остальных тактов, которые совершаются в основном за счет энергии вращающегося маховика, – медленнее. Следовательно, в одноцилиндровом двигателе коленчатый вал вращается неравномерно. Для равномерного вращения вала на нем устанавливают маховик большой массы.

Для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала двигатели выполняют многоцилиндровыми с чередованием рабочих ходов в цилиндрах. В этих двигателях уравновешены силы инерции от возвратно-поступательного движения поршней, в этом случае нагрузки к деталям кривошипно-шатунного механизма прикладываются более равномерно, что снижает их износ. Для получения необходимой равномерности вращения коленчатого вала устанавливают маховик, масса которого меньше, чем у одноцилиндровых.

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе рабочий ход совершается через 720° поворота коленчатого вала, в четырехцилиндровом – через 180°, в восьмицилиндровом – через90°. Таким образом, чем больше цилиндров имеет двигатель, тем равномернее вращается коленчатый вал.

Большинство выпускаемых в настоящее время отечественных двигателей – многоцилиндровые. Последовательность чередования одноименных процессов в различных цилиндрах многоцилиндрового двигателя называется порядком работы двигателя. В табл. 2 приведена последовательность процессов в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе.

Из таблицы следует, что во время первого полуоборота коленчатого вала рабочий ход происходит в первом цилиндре, при втором полуобороте – в третьем, при третьем полуобороте – в четвертом и, наконец, при четвертом – во втором. Следовательно, порядок работы четырехцилиндрового двигателя будет 1–3–4–2.

Для обеспечения равномерности вращения коленчатого вала углы между шатунными шейками делают такими, чтобы вспышки в цилиндpax были через равные углы поворота вала и не происходили подряд в двух соседних цилиндрах.

Так как в четырехтактных двигателях все процессы рабочего цикла осуществляются за два оборота коленчатого вала, т. е. при угле поворота 720°, а в двухтактных – за один оборот и соответственно при 360°, то при числе цилиндров i угол поворота вала j между очередными вспышками должен быть в четырехтактных двигателях 720/ i, а в двухтактных – 360/ i.

В табл. 3 приведено расположение коленчатого вала для четырехтактных и двухтактных двигателей и указан порядок чередования вспышек. У шестицилиндрового четырехтактного двигателя колена вала располагаются под 720/6 = 120°. В этом случае рабочие ходы в разных цилиндрах частично перекрывают один другой, что способствует равномерному ходу двигателя. Наивыгоднейший порядок работы цилиндров двигателя при вращении коленчатого вала против часовой стрелки 1–5–3–6–2–4 или 1–4–2–6–3–5. При таком порядке работы цилиндров не будет одновременно вспышек в двух соседних цилиндрах.