Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

4 цилиндра лучше или 6 цилиндров двигателя

Шестицилиндровый двигатель

Шестицили́ндровые дви́гатели — двигатели внутреннего сгорания, имеющие шесть цилиндров, размещённые чаще всего друг напротив друга под углом 60° или 90°.

Сейчас я вам расскажу очень важную вещь. Объясню в этой теме, почему 4 цилиндра лучше чем 6, почему 1JZ(198л.с.) хуже чем 3S(210л.с.).

Сила инерции — свойство поршня сохранять равномерное прямолинейное движение, если внешние воздействия на него отсутствуют.
Т.е., рассматривая двигатель с одним цилиндром, нас интересуют два положения: ВМТ и НМТ. При вМТ на счёт инерции поршень передаёт силу на весь блок, и он подпрыгивает на подушках. При НМТ наоборот, прыгает вниз. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Казалось бы, увеличить число цилиндров и проблема решена. Но увеличивать тоже надо грамотно.
Если 2 цилиндра будут работать в одной фазе (как у Оки), проблема никуда не исчезнет, только пропорционально масе увеличится сила инрции.

Поэтому делаем поршни в противофазе. Всё вроде встало в норму, сила первого поршня в вМТ и второго в НМТ друг друга поглощают, наоборот тоже. Но т.к. силы приложены к разным точкам, возникают рычаги относительно центра масс, в результате имеем силу инерции 2го порядка, т.е. такой мотор пытается не подпрыгнуть, а развернуться вокруг оси. Так он и работает, крутясь туда-сюда.

Увеличиваем дальше количество цилиндров. Если сопоставить 3ий цилиндр с 1ым, получим дисбаланс, т.к. относительно 2го цилиндра масса больше в 1 раза, в результате от одноцилиндролвого мотора мы никуда не денемся. Масса и размер (диаметр) поршней у нас должна быть равна для равномерной работы цилиндров и наполнения смеси. Поэтому делаем поршни в притивофазе друг к другу. Полный оборот 180 градусов, 180/3=60 градусов разброс, в результате имеем:

0 градусов: 1 цилиндр ВМТ, без противофазы
30 градусов: 3 цилиндр НМТ, без противофазы
60 гшрадусов: 2 цилиндр ВМТ, без противофазы
90 градусов: 1 цилиндр НМТ, без противофазы
120 градусов: 3 цилиндр ВМТ, без противофазы
150 градусов 2 цилиндр НМТ, без противофазы
0 градусов.
В результате имеем мотор, несмотря на количество цилиндров работающий без противофазы, т.е. как 1-цилиндровый. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Добавим четвёртый цилиндр. Сопоставляем фазу 1го и 4го, сопоставляем фазу 2го и 3го. В результате 1 и 2 поршень в противофазе, друг друга поглощают. 3 и 4 поршни — тоже самое! Имеем силу инерции 2го порядка вокруг 1 и 2 поршня — она поглащается такой-же силой 3 и 4 поршня. Всё! Мы получили идеально сбалансированный мотор, который можно крутить до 11000об и не бояться что его разнесёт!

Добавляем пятый поршень, 180/5=72 градуса. В результате получаем тот-же дисбалансный мотор что и в случае с 3-поршевым. Без противофаз. Да, на Ауди ставили такие моторы, но вы хоть раз видели 5 цилиндров в ряд, сопоставимый по мощности с блектопом?


Самое интересное. Рядная 6ка! По своей конструкции мотор представляет собой 2 поставленные подряд рядные 3ки, 1 и 6 поршни в одной фазе, как 2 и 5 и 3 и 4. В результате имеем абсолютно несбалансированный мотор, точно такой-же как рядная тройка.
Опять же:

0 градусов: 1 и 6 цилиндр ВМТ, без противофазы
30 градусов: 3 и 4 цилиндр НМТ, без противофазы
60 гшрадусов: 2 и 5 цилиндр ВМТ, без противофазы
90 градусов: 1 и 6 цилиндр НМТ, без противофазы
120 градусов: 3 и 4 цилиндр ВМТ, без противофазы
150 градусов 2 и 5 цилиндр НМТ, без противофазы
Как видите, получается что рядная 6ка совсем не сбалансированный мотор, который не держит очень низких оборотов, а на ОЧЕНЬ высоких сам себя разваливает. Так он и работает, прыгая туда-сюда.

Рядная 7ка: 360/7=51.4 градуса. Итак ясно что поршней в противофазе не будет, сами догадайтесь что дальше.

рядная 8ка: удивительно, но мы поулчаем 2 поставленные подряд рядные 4ки. Крутиться до 11 тыщ он не будет, не позволит вес цпг, но будет идеально сбалансированным мотором.

Дальше думаю ясно: 9, 10 и 11 цилиндров в ряд — несбалансированны. 12, 16, 20 итд — сбалансированны.

Читать еще:  Чем отличается турбо двигатель от атмосферного двигателя

А как же V, оппозитники? Спросите вы? Сейчас их тоже рассмотрим.
Каковы преимущества Vшки? Таковы что 2 поршня там работают вместе, помогая друг другу. Т.е. один поршень когда крутится, толкает коленвал, а нагрузка идёт не на вкладыши, а на толкание второго поршня. Это даёт возможность сделать мотор легче, компактнее, стенки уже, ведь нагрузка меньше.
Тем не менее, поршни нужно поместить в противофазу, это значит что шейки нужно разместить на разных углах, тогда при НМТ одного поршня мы получим ВМТ другого.

В результате при V2 мы имеем поршни в противофазе как при рядной двойке. V4 — сбалансированный мотор как при рядной 4ке, а V8 так вообще красота! V6 работает всё-таки лучше чем рядная 6ка, т.к. на каждый поршень есть противофаза.
Тут есть ещё один нюанс — угол развала. Он существует не просто так, а чтобы сделать пары поршней независимыми друг от друга. Чтобы фаза одного не попала на фазу другого. На каждую пару приходятся свои градусы, в результате просто делим 180 на количество пар, например у V8 4 пары, угол 180/4=90 градусов. У V6 3 пары, 180/3=60 градусов. Сколько пар у V10? 180/5=72 градуса, как раз тойотовский 1LR-FE.
Теперь вы знаете что моторы V6 или V10 с углом развала 90 (Форд Таурус и Додж Вайпер соотв.) не способны нормально крутиться. Любые 2 поршня там полюбому сходятся в фазе.

Оппозит — это частный случай Vшки. Делятся эти моторы на боксеры и обычные. Обычные — поршни в противофазе. Боксеры — поршни в одной фазе, поэтому боксеры мощнее. Итого сразу видно что пара поршней обычного имеет все недостатки одноцилиндрового мотора. А пара поршней боксера имеет недостатки рядной двойки.

Итого получаем что для идеального баланса и возможности крутиться на высоких оборотах нужен или 4цил боксер или 8цил оппозитник. Ну или количество цилиндров умножаем на два.

Подводя итоги.
Идеально сбалансированные:
4 в ряд, V8, 4 боксер, 8 оппозитник.
Несбалансированны по силам инерции 2 порядка: 2 в ряд, V4, 2 боксер, 4 оппозитник.
нЕсбалансированны впринципе: любые моторы с нечетным количеством цилиндров 3 в ряд, 5 в ряд, 7 в ряд, V6, 6 в ряд.
Частным случаем вообще идеального сбалансирования является роторный мотор, но его не рассматриваем, т.к. там вообще поршней нет.

Многие скажут что баланс фигня, главное момент. Но именно благодаря балансу достигаются запредельно высокие обороты, на которых этот момент выдаётся. Так что без баланса не будет ни лошадей, ни ньютон-момента, будет дизельный низкооборотичстый мотор.

Особенности конструкции

В отличие от «рядника», мотор V6 является несбалансированным. По сути, здесь объединены два трехцилиндровых мотора. Такая конструкция без доработок может вызывать значительные вибрации при работе. Чтобы мотор не вибрировал чрезмерно, в двигателе V6 2.5 используется так называемый дисбаланс коленчатого вала. Последний оснащается специальными противовесами. Некоторые моторы имеют шкив и маховик с дисбалансом. Это позволяет уравновесить силу инерции от верхних частей шатунов и первого порядка поршней.

Существуют и более усовершенствованные модификации. Так, двигатель V6 3.0 может оснащаться балансировочным валом. Он вращается с такой же частотой, что и коленчатый, однако это происходит в обратную сторону. Такая конструкция позволяет обеспечить высокую плавность и стабильность работы силового агрегата.

Интересная особенность: в двигателе V6 момент инерции второго порядка оставляют свободным. Эта сила поглощается самими опорами двигателя. Обычно этот момент инерции вдвое ниже, чем у первого порядка.

Читать еще:  Что будет если гайка упала в двигатель

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.

Плюсы и минусы

Моторов ZC осталось на старых японских иномарках много. Несмотря на заявленный ресурс производителя 500000 км пробега, в реальности они служат вдвое дольше, то есть являются «миллионниками», без всяких ограничений. Официальный мануал, конечно, содержит сроки замены масла и прочих расходников, однако ДВС считается «неубиваемым», даже при безалаберной эксплуатации:

  • он заведется в -25 градусов с разными свечами, ресурс которых просрочен;
  • будет работать на старом масле неизвестного качества и без антифриза в системе охлаждения;
  • при разнице компрессии в соседних цилиндрах больше 5 единиц будет уверенно тянуть авто в тяжелом кузове.

Владельцы десятилетиями производят капитальный ремонт в полевых условиях «на коленке», не посещая СТО.

Минусами являются снятие с производства, некоторый дефицит запчастей, физический износ. При обрыве ременной передачи не гнет клапана на любых оборотах.

Рядный пятицилиндровый двигатель

В этой конфигурации двигателя внутреннего сгорания в ряд расположены пять цилиндров, поршни вращают один общий коленчатый вал. Двигатель этой конструкции не сбалансирован, но при определенном порядке срабатывания цилиндров (1-2-4-5-3) проблема вибрации не возникает.

В целях экономии производители нередко не разрабатывают новый блок, уменьшая количество цилиндров. Именно поэтому иногда более мощный двигатель без переделок встает на место маломощного

Рядные пятицилиндровые двигатели нередко встречаются в некоторых моделя Audi и Volkswagen, Mercedes, Honda, Fiat, Daihatsu, Mitsubishi и некоторых других. Впервые в истории легковых автомобилей пятицилиндровый двигатель появился на Audi 100 начала 1980-х.

Порядок работы двигателя

Если объяснять по-простому, то порядок работы двигателя – это выверенная последовательность и интервал работы его цилиндров. Как правило, цилиндры мотора не работают строго по очереди (за исключением двухцилиндровых моторчиков). Этому способствует «змейкообразная» форма коленвала.

Порядок работы движка всегда начинается с первого цилиндра. А вот дальнейший цикл уже у всех разный. Причем даже у однотипных моторов разных модификаций. Знание этих нюансов будет необходимым, если вы захотите откалибровать работу клапанов или настроить зажигание. Поверьте, просьба подключить высоковольтные провода на автосервисе вызовет у мастеров чувство жалости.

Описание двигателя G4ED

Это 4-цилиндровый бензиновый агрегат серии Альфа 2. Объём его составляет 1,6 литра. Схема мотора классическая — атмосферного типа, рядная. Такая конструкция полезна для снижения вибраций и высоких нагрузок. К тому же, атмосферники дешевле обходятся в плане производства, поэтому конечная цена на них низкая.

Особенности силовой установки.

  1. Клапана этого мотора гнёт со 100-процентной вероятностью при обрыве ремня ГРМ. Владелец должен регулярно следить за состоянием резинового зубчатого элемента, проверять натяжение ролика.
  2. Двигатель G4ED изначально обеспечивает высокий КПД, так как является длинноходным. Другими словами, ход поршня по отношению к диаметру цилиндра больше.
  3. Объём в 1,6 литра вынудил конструкторов применить гидрокомпенсаторы и схему ГБЦ DOHC.
  4. Блок цилиндров старого типа, чугунный. Зато это даёт возможность самостоятельно проводить капремонт перегильзовкой, ведь цилиндры изготовлены из гильз, а не расточены.
  5. ГБЦ — алюминиевая.
  6. Распредвалы G4ED литые, чугунные. Они имеют по 8 кулачков на каждом вале, приводятся в действие от коленвала через зубчатый ремень. Один распредвал отвечает за впускные клапаны, другой — за выпускные. Распредвалы соединяются между собой цепью.
  7. Двигатель охлаждается за счёт жидкости — антифриза.
  8. Клапаны регулируются автоматически с помощью гидрокомпенсаторов.
  9. Поршни двигателя установлены с узкими юбками. Такие разновидности моторных элементов уменьшают механические потери, увеличивают мощность и снижают расход горючего. С другой стороны, такая юбка быстрее изнашивается из-за разницы температур.
Читать еще:  Газ 3110 двигатель 406 инжектор ремонт холостого хода

Единственный двигатель серии, оснащённый фазорегулятором на впуске. Нововведение позволяет изменять КПД насыщения цилиндров за счёт перекрытия клапанов. Таким образом, можно повлиять на объём ТВС, а также на долю остаточных выбросов.

ИзготовительHyundai
Марка ДВСG4ED
Годы производства2000 – 2011
Объем1598 см3 (1,6 л)
Мощность77,2 кВт (105 л. с.)
Момент крутящий143 Нм (на 4500 об/мин)
Вес115 кг
Степень сжатия10
Питаниеинжектор
Тип моторарядный бензиновый
ЗажиганиеDIS-2
Число цилиндров4
Местонахождение первого цилиндраТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре4
Материал ГБЦсплав алюминиевый
Впускной коллектордюралевый
Выпускной коллекторлитой чугунный
Распредваллитой чугунный, 8 кулачков
Материал блока цилиндровчугун
Диаметр цилиндра76,5 мм
Поршниалюминиевые, узкая юбка
Коленвалс ротором ДПКВ, 8 противовесов, диаметр коренных и шатунных шеек 50 и 45 мм, соответственно
Ход поршня87 мм
ГорючееАИ-95
Нормативы экологииЕвро-3
Расход топлива МКПП/АКППтрасса – 5,4/6,2 л на 100 км, смешанный цикл 6,5/7,8 л на 100 км, город – 8,3/10,1 л на 100 км
Расход масла0,1 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости5W30, 5W40, 0W30, 0W40
Какое масло лучше для двигателя по производителюLiqui Moly, ЛукОйл
Масло для G4ED по составусинтетика, полусинтетика
Объем масла моторного3,3 л
Температура рабочая90°
Ресурс ДВСзаявленный 200000 км/реальный 400000 км
Регулировка клапановгидрокомпенсаторы
Система охлажденияпринудительная, антифриз
Объем ОЖ6,5 л
Помпалопастной центробежный насос, Blue Print ADG09134, BGA CP18728, Ashika 35-H0-009
Свечи на G4EDBKR5ES-11 от NGK, RC10YC4 от Champion, FR3CLS6 от AC Delco, 14 мм резьба длиной 19 мм, 1 электрод, ключ на 16 мм, помехоподавление 5 кОм, плоское седло, жесткое подключение SAE
Зазор свечи3 мм
Ремень ГРМ105 зубьев, Ashika 40-0H-007, AE TB537
Порядок работы цилиндров1-3-4-2
Воздушный фильтрBosch 0986AF2080, Blue Print ADG02245, Ashika 20-H0-005, Alco MD-8136
Масляный фильтрBlue Print ADS72101, Ashika 10-05-599, Alco SP-934, резьба М20х1,5
Маховик2320027010, 5 посадочных отверстий
Болты крепления маховикаМ12х1,25 мм, длина 26 мм
Маслосъемные колпачкиFreccia GS11461 металлокерамика, G11099 серый чугун, BGA VG11099
Компрессияот 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар
Обороты ХХ750 – 800 мин-1
Усилие затягивания резьбовых соединенийсвеча – 31 – 39 Нм, маховик – 62 – 87 Нм, болт сцепления – 19 – 30 Нм, крышка подшипника – 68 – 84 Нм (коренной) и 43 – 53 (шатунный), головка цилиндров – 4 стадии 35 Нм, 75°, ослабление, 35 Нм, 75°
На какие авто устанавливалсяAccent LC, Coupe RD, Getz TB, Matrix FC, Accent MC, Coupe GK, Elantra XD
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector