Цилиндр

Цилиндр двигателя — обработанное отверстие в блоке цилиндров, внутри которого движется поршень. В случае, если блок цилиндров выполнен из алюминия, внутрь цилиндра впрессовывается вставка-гильза из тугоплавкого материала.

Классический пример цилиндра — оружейный ствол. Пуля, как поршень, движется вдоль его стенок под воздействием энергии расширяющихся газов

Двигатели, основанные на применении поршня, движущегося внутри закрытого ложа цилиндрической формы, известны с давних пор. На этом принципе еще два века назад строились «двигатели горячего воздуха», к примеру, двигатель Стирлинга, или еще более старые тепловые машины. Применительно к автомобилю мы знакомы с цилиндром как с частью двигателя внутреннего сгорания. Однако и таких двигателей разных конструкций наберется не менее двух десятков. Но, несмотря на явные различия во внешнем виде и конструкции, их объединяет одна общая исходная деталь – цилиндр. Она может быть разной формы, и даже не цилиндрической. Тем не менее, она есть всегда.

Цилиндр как основа двигателя

В цилиндре происходят все важнейшие процессы получения и преобразования энергии, необходимой для движения автомобиля. Цилиндр, по сути, связующее звено двух энергий: в нем энергия сгорания топлива переходит в энергию движения, вращающего коленчатый вал.

Поршень и цилиндр

Цилиндр во время работы испытывает колоссальные нагрузки.  С одной стороны это высокая температура и давление расширяющихся газов, с другой стороны высокая скорость движения поршня, которая достигает  8 метров в секунду.

При сгорании топлива в цилиндрах образуется такое огромное количество тепловой энергии, что двигатель приходится охлаждать даже когда на улице -25 градусов

Этот процесс можно сравнить с оружейным выстрелом, где пороховые газы толкают пулю, разгоняющуюся в стволе, (кстати, тоже имеющем форму цилиндра) до дульной скорости от 300 до 1000 метров в секунду, в зависимости от длины ствола. К тому же с огромной частотой, как, например, в пистолете-пулемете «Венус», до  2500 выстрелов в минуту.

И если на спортивном автомобиле группа цилиндров должна выдержать один рекордный заезд, то в обычном легковом автомобиле от цилиндров требуется работа в течение многих лет, без потери мощности, динамики и других показателей.

Поэтому инженеры автомобильных компаний вынуждены постоянно решать две основные проблемы, связанные с надежностью цилиндров – отвод тепла и смазывание поверхности, вдоль которой движется поршень.

Конструкция цилиндра

В первых двигателях внутреннего сгорания каждый цилиндр находился внутри отдельного корпуса. Такая конструкция сохранилась и в наши дни и используется, к примеру, при создании мотоциклетных двигателей. В этом случае она не утратила актуальности, потому что для охлаждения открытых со всех сторон двигателей мотоциклов применяется воздух. В автомобильных двигателях все цилиндры объединены в единый прочный корпус, который называется блоком цилиндров.

Для того, чтобы цилиндр двигателя мог выдерживать высоки нагрузки он выполняется из прочного материала — чугуна или специальной стали с различными присадками. Ради снижения веса современные блоки часто делают из алюминия. В этом случае внутренняя часть цилиндра выполняется в виде прочной стальной гильзы, запрессованной в блок.

Внутренняя поверхность цилиндра, непосредственно контактирующая с движущимся поршнем,  выполняется из металла со специальными добавками для повышения прочности.

Внешняя часть цилиндра, составляющая единое целое с корпусом блока, называется рубашкой. Внутри рубашки по каналам циркулирует охлаждающая жидкость.

Чтобы облегчить поршню скольжение внутри цилиндра, разработчики BMW предложили покрывать стенки цилиндров Никасилом — специальным сплавом, позволяющим обходиться без гильз в алюминиевом блоке

В двухтактных двигателях цилиндры имеют несколько иную конструкцию и отличаются от цилиндров четырехтактных двигателей наличием окон – впускных и продувочных. Помимо этого в нижней части цилиндра двухтактного двигателя имеется пластина для создания нижнего рабочего пространства под поршнем.

Системы охлаждения цилиндров

Для отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя предусмотрена система охлаждения, которая может быть либо воздушной, либо жидкостной.

Воздушное охлаждение

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или созданным искусственно посредством воздухозаборников потоком воздуха, отводящим тепло от цилиндра.

Причудливый рисунок на внутренней поверхности цилиндра называется хоном, потому что для его нанесения используется хонинговальный станок

Жидкостное охлаждение

При жидкостном (чаще называемом водяным) охлаждении цилиндры снаружи  омываются циркулирующей в толще блока охлаждающей жидкостью. Нагретые цилиндры отдают часть тепла жидкости, которая в дальнейшем попадает в радиатор,  охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Система смазки цилиндров

Качественное смазывание стенок – вторая по значимости проблема после отвода тепла. Если цилиндр не смазывать изнутри, поршень попросту заклинит, что приведет к немедленному разрушению двигателя.

Для удержания стабильной масляной пленки на зеркале (внутренней поверхности) цилиндров, он подвергается хонингованию – нанесению микросетки на внутреннюю стенку. Благодаря наличию такой сетки на стенках всегда присутствует слой масла, что снижает трение (поршень-цилиндр), отводит излишки тепла и увеличивает в разы пробег до капитального ремонта.

Нестандартные покрытия цилиндра

Разработчики применяют новейшие технологии и материалы для упрочнения  зеркала цилиндра и его износостойкости.

Самый большой объем автомобильного двигателя – 117 литров. Такой огромный объем реализован в двигателе карьерного самосвала с 24 цилиндрами

Так внедрение кристаллов кремния в зеркало цилиндра многократно подняло ресурс двигателя, но одновременно и повысило требования к качеству масла и соблюдению температурного режима. Первые двигатели, созданные с применением этой технологии, были непригодными для ремонта и слишком дорогими. Дальнейшие разработки в этой области позволили несколько улучшить ситуацию в плане ремонтопригодности. Вместо того чтобы покрывать специальным составом поверхность цилиндров, выточенных в толще металла, в блок начали устанавливать подлежащие замене гильзы с напылением кремния.

Типовые технические характеристики цилиндров автомобильных двигателей

• Диаметр цилиндра
• Высота цилиндра
• Рабочий объем – объем цилиндра от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки движения поршня.
• Полный объем цилиндра – объем камеры сгорания и рабочего объема вместе.
• Степень сжатия — определяется делением  полного объема цилиндра на объем камеры сгорания.  Этот критерий показывает, во сколько раз сжата горючая смесь в цилиндре. От увеличения степени сжатия в цилиндре увеличивается давление на поршень  при сгорании топлива, а значит, возрастает мощность силовой установки в целом. Увеличение этого параметра очень выгодно, так как от такого же количества смеси можно получить больший КПД.

Расположение и нумерация цилиндров в двигателях самых популярных марок автомобилей

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

Содержание статьи:

• 1 Как располагаются цилиндры в двигателях
  • 1.1 Рядное расположение
  • 1.2 В два ряда
  • 1.3 Со смещением
  • 1.4 Оппозитный тип
  • 1.5 Моторы W
• 2 Нумерация цилиндров в разных типах ДВС
  • 2.1 Примеры
• 3 Как определить порядок работы цилиндров

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

Как располагаются цилиндры в двигателях

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

Статья по теме: Признаки, причины и последствия перегрева двигателя автомобиля

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

Рядное расположение

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

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

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

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

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

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

Читайте также: Как снять магнитолу без съемников и ключей

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

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

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

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

В два ряда

Как сделать большой рядный ДВС короче и компактнее?

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

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

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

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

Важно знать: Почему из глушителя автомобиля капает вода

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

Со смещением

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

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

Оппозитный тип

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

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

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

Это интересно: Как покупать автомобиль с пробегом с рук

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

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

Моторы W

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

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

Нумерация цилиндров в разных типах ДВС

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

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

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

Примеры

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

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

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

К сведению: Как убрать грыжу на колесе машины и чем она опасна

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

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

Как определить порядок работы цилиндров

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

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

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

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

Что такое цилиндр в машине?

Перейти к содержимому

Цилиндр является жизненно важной частью двигателя. Это камера, в которой сгорает топливо и вырабатывается энергия. Цилиндр состоит из поршня и двух клапанов вверху; впускной и выпускной клапаны. Поршень движется вверх и вниз, а его возвратно-поступательное движение создает мощность, которая приводит в движение ваш автомобиль. Как правило, чем больше цилиндров в вашем двигателе, тем больше вырабатывается мощность. Большинство автомобилей имеют 4-, 6- или 8-цилиндровый двигатель. Цифры обозначают количество цилиндров, и они будут располагаться либо по прямой линии, либо в виде буквы V, либо в плоском расположении.

Чтобы понять, как работают цилиндры, нужно понять, как работает двигатель. Двигатель состоит из набора цилиндров и поршня. Двигатель должен пройти цепочку из четырех ступеней (четырехтактный), чтобы привести ваш автомобиль в движение; Впуск, сжатие, мощность и выпуск. Во время такта впуска поршень движется внутри цилиндра, и впускной клапан открывается, поэтому топливо смешивается с воздухом. Такт сжатия позволяет поршню сжимать топливно-воздушную смесь, делая ее горючей. Рабочий ход — это этап, на котором происходит сгорание, вызывающее искру. В такте выпуска выпускной клапан открывается, позволяя поршню вернуться вниз и выхлопным газам выйти через выпускное отверстие. Таким образом, цилиндры играют решающую роль в выработке энергии внутри вашего двигателя, указывая, какие поршни должны двигаться и когда топливо должно сгореть.

С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания цилиндры двигателей стали широко использоваться производителями. Цилиндры двигателя обычно располагаются по прямой линии (рядный двигатель), V-образно или горизонтально.

В случае с рядной конфигурацией это то же самое расположение, которое они использовали в самом начале истории двигателя. Рядные цилиндры — одна из самых основных форм расположения цилиндров. Рядный 4-цилиндровый двигатель, например, имеет небольшие размеры и вес, поэтому его можно использовать с различными трансмиссиями. Кроме того, он вызывает меньше вибраций в вашем автомобиле по сравнению с другими компоновками, что способствует плавности хода и комфортному вождению.

Когда цилиндры двигателя имеют V-образную форму, они обычно используют 6 или более цилиндров. По сравнению с рядными двигателями двигатели V-6 намного компактнее, что позволяет легко устанавливать их на различные автомобильные платформы, что снижает стоимость производства. Двигатель V-8 работает так же, как V-6, но с двумя дополнительными цилиндрами. Основная цель установки V-8 — увеличение мощности. V-образный двигатель обычно намного короче рядного, так что даже двигатель V-6 может быть короче, чем рядный 4. Меньшая продольная длина является одним из самых больших преимуществ двигателей V-6 и V-8.

Двигатели с плоской компоновкой обычно используют четыре или шесть цилиндров. При таком расположении, как следует из названия, цилиндры лежат плоско на земле. Поскольку плоский двигатель значительно уменьшает центр тяжести по сравнению с рядными или V-образными двигателями, ваш автомобиль будет иметь более плавное управление и меньшую вибрацию.

Что такое автомобильные оси?

Что такое хорошие первые автомобили?

Все, что вам нужно знать о цилиндрах двигателя

Что такое цилиндр двигателя и почему они различаются от двигателя к двигателю?

Цилиндры двигателя высокопроизводительного автомобиля

Цилиндр является силовым агрегатом двигателя. Здесь топливо сжигается и преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль. Количество цилиндров в типичном автомобиле может быть четыре, шесть или восемь.

Цилиндр изготовлен из металла и опломбирован. Он содержит поршень, который движется вверх и вниз, сжимая топливо, которое воспламеняется и вызывает сгорание. В верхней части цилиндра есть два клапана; впускной клапан и выпускной клапан. Впускной клапан — это место, где топливо и воздух поступают в цилиндр от карбюратора или электрической топливной форсунки, а выпускной клапан — это место выхода выхлопных газов.

Выхлопные газы, образующиеся при сгорании в цилиндре, вращают ось, известную как коленчатый вал. Они соединены с нижней частью цилиндра, который, в свою очередь, приводит в действие коробку передач, приводящую в движение колеса.

Чем больше цилиндров, тем больше поршней сжигает топливо, и, следовательно, вырабатывается больше энергии.

Баллоны могут располагаться под капотом по прямой линии, в два ряда или в плоском расположении. Двигатели с цилиндрами, расположенными по прямой линии, известны как рядные двигатели (т. е. I4 или L4). Обычно они имеют менее шести цилиндров. Те, что расположены в два ряда, называются V-образными двигателями, поскольку они обычно имеют V-образную форму и более шести цилиндров. Британские двигатели с плоской компоновкой обычно имеют от четырех до шести цилиндров.

Как я узнаю, что цилиндр двигателя не работает?

Если цилиндр двигателя работает неэффективно, это может быть перегрев, утечка или пропуски зажигания. Это могут быть очевидные проблемы, которые можно обнаружить по запаху, дыму или видимым утечкам.

Если у вас проблемы с цилиндрами, вы сможете обнаружить сладкий и резиновый запах в салоне автомобиля. Этот запах может быть вызван утечкой охлаждающей жидкости в цилиндры.

Серый дым — хороший показатель того, что ваши цилиндры работают неэффективно и двигатель перегревается.

Утечки могут быть очевидны, особенно в сухие дни. Если под вашим автомобилем есть лужа жидкости, вы можете проверить уровень охлаждающей жидкости.