рядні двигуни
Рядні двигуни - найпопулярніший і найбільш поширений тип ДВС
Послідовне розташування циліндрів можна назвати класичним, так як в першому в світі двигуні з двома циліндрами була застосована саме ця компоновка. Розташування циліндрів в один ряд викликано необхідністю приводити в рух загальний коленвал.
Історія рядних двигунів
Перший двигун внутрішнього згоряння, схожий за конструкцією із сучасною силовою установкою легкового автомобіля, був зібраний Етьєном Ленуаром в 1860 році. Двигун мав всього один циліндр, а його потужність становила трохи більше однієї кінської сили. Ідея була негайно підхоплена ентузіастами. які почали шукати способи збільшити потужність агрегату. Спочатку все перспективні розробки йшли по шляху збільшення обсягу єдиного циліндра. Однак паралельно доводилося збільшувати розміри, а головне, вага поршня і шатуна. Отримані двигуни працювали нерівномірно, і основна причина полягала в затримці між тактами займанні паливної суміші. Від роботи важкого кривошипно-шатунного механізму весь агрегат стрясали, і, щоб компенсувати тряску, розробникам доводилося встановлювати масивний балансир.
Ефективний ККД будь-якого поршневого ДВС, незалежно від кількості циліндрів не перевищує 60%
В результаті дослідники зайшли в глухий кут: конструкція стала настільки важкою, що для ефективної роботи потрібна додаткова енергія. Отримати її можна було тільки одним доступним способом - збільшивши обсяг циліндра. Розвиток пішло по замкнутому колу.
Вихід із ситуації був знайдений, коли інженери зрозуміли, що колінчастий вал може приводитися в рух не одним, а кількома поршнями. Логічно було розташувати додаткові циліндри в ряд, що й було реалізовано.
Всупереч поширеній думці "компресія" і "ступінь стиснення" - не одне і те ж
Рядний чотирициліндровий двигун з'явився в 1890 році. Його потужність була мізерно мала (5 л. С. При 620 об / хв). Спосіб підняти потужність на той момент вже був випробуваний, і полягав він у збільшенні кількості циліндрів, тобто, робочого об'єму. Так з'явилися шести-, восьми-, і навіть дванадцятициліндровим двигуни внутрішнього згоряння.
Пристрій і принцип роботи
Рядні двигуни в незалежності від кількості циліндрів влаштовані практично однаково, і принцип їх роботи такий же, як і будь-якого двигуна внутрішнього згоряння. Циліндри розташовані в один ряд; поршні в циліндрах рухаються за рахунок згорання паливної суміші і призводять в дію спільний для всіх циліндрів колінчастий вал. Головка блоку для всіх циліндрів одна.
Рядні двигуни можуть бути збалансованими і незбалансованими. Необхідність в балансуванні двигуна обумовлена складною формою клонували і кількістю циліндрів. передбачених конструкцією. Незбалансованість конструкції породжує сильну вібрацію, яка призводить до руйнування колінчастого вала. Шестициліндрові двигуни збалансовані краще, ніж чотирициліндрові до незбалансованого. Тому до коленвалу чотирициліндрового двигуна, при обсязі понад двох літрів, можуть бути додані додаткові балансувальні (заспокійливі) вали.
8 циліндрів цілком вистачає для отримання навіть дуже великого робочого об'єму. Частково з цієї причини двигуни з 10 і більше циліндрами не отримали належного поширення
Рядна "четвірка" може бути розташована під капотом як в поздовжньому положенні. так і в поперечному, в той час як агрегат з шістьма розташованими в ряд циліндрами поперек розмістити практично неможливо.
Гідності й недоліки
Поширеність чотирициліндрових двигунів, незважаючи на незбалансованість конструкції, виправдана: вони прості в обслуговуванні, а головне, не займають під капотом багато місця. Довжина їх блоку ідеальна для поперечного розташування в підкапотному просторі невеликого легкового автомобіля.
Шестициліндрові агрегати краще збалансовані, але довжина їх блоку знижує можливості їх використання. Довгий колінчастий вал вимагає дуже високої якості виготовлення і потенційно дуже вразливий.
Розвиток принципу рядного двигуна
У якийсь момент поріг ефективного збільшення кількості циліндрів рядного двигуна був досягнутий, тому що з подальшим збільшенням їх кількості довелося б непомірно подовжувати колінчастий вал, істотно збільшуючи ймовірність його поломки. Зупинившись на 8 циліндрах, розробники задумалися про інших можливих конструкціях з єдиним коленвалом невеликої довжини. Результатом їх зусиль стала поява V-образних, оппозітних та інших типів двигунів.