Почему двигатели внутреннего сгорания имеют особые «приказы на запуск»?

Какой смысл иметь приказ об увольнении? Я читал, что это помогает сбалансировать мощность, чтобы не быть слишком много с одной стороны, если коленчатый вал, но почему у нас такой специфический заказ? Если бы это было так, мог бы я иметь порядок стрельбы в 4-цилиндровом двигателе 1-4-2-3?

engine engine-theory firing-order

— user15938
источник

Порядок стрельбы может быть настроен (во время разработки) разными способами. Существуют ограничения, такие как вибрация, но есть и другие способы справиться с некоторыми из них (например, балансирные валы, чтобы попытаться противодействовать вибрации). Предлагаемый вами порядок запуска возможен для двигателя, сконструированного таким образом (кривошип / кулачки / и т. Д.). Если вы загляните в Google Yamaha Big Bang R1, вы увидите очень странный порядок стрельбы.

— Кикстарт

Ответы:

Существует несколько порядков запуска для некоторых конфигураций двигателей, особенно в области V8. Небольшой блок Форд стреляет 1-5-4-8-6-3-7-2, в то время как современный модульный Форд V8 такого же объема стреляет 1-5-4-8-7-2-6-3.

Существует огромная вики об Ордене Уничтожения, которая содержит огромное количество работоспособных устройств, даже в одной и той же конфигурации цилиндров.

Чтобы ответить на ваш конкретный вопрос, порядок запуска обычно решается, чтобы минимизировать потенциально разрушительные вибрации и механические силы, которые могли бы возникнуть, если бы импульсы крутящего момента на бросках коленчатого вала были согласованы. Аналогичным примечанием является то, что вы всегда найдете двигатели с рядом цилиндров, которые равномерно делятся на 360 градусов вращения коленчатого вала. 4,5,6,8,10,12 все в порядке. 7,11 и 13 нет. Точное объяснение мне не подходит, но оно связано с вибрациями и порядками гармоник в комбинации ползунковых механизмов.

— SteveRacer
источник

Поскольку эти градусы являются произвольной единицей, я считаю, что число цилиндров должно делиться на 360 градусов поровну, что неправдоподобно, но, вероятно, существует некоторое фактическое ограничение, которое дублирует или приближает это правило.

— R .. GitHub ОСТАНОВИТЬ ЛЬДА

@R .. Согласен, немного сокращений, но, хотя это и не правило , конечно, сложно. Линейка с 7 цилиндрами будет иметь перекрывающиеся удары, которые по определению должны длиться 180 градусов (пи радианы для вас). Даже с учетом необходимых балансировочных валов и других осложнений все равно будут свободные моменты первого и второго порядка. Намного легче построить большую линию смещения 6, которая по своей природе сбалансирована и не страдает от гармоник из-за несбалансированных свободных моментов - потому что у нее их нет. Делимое на 360 правило эмпирическое правило является грубым упрощением некоторой очень сложной динамической математики.

— SteveRacer

Кроме 5, все ваши примеры также делятся на два, что, я подозреваю, является более важным фактом. Это позволяет парам цилиндров быть сбалансированными друг против друга.

— Монти Хардер

Противоположное «правило» применимо к радиальным двигателям, где нечетное число цилиндров лучше, поскольку оно обеспечивает более равномерное распределение рабочих ходов (например, 1 3 5 7 9 2 4 6 8 для 9-цилиндрового радиального двигателя). Существуют радиальные авиадвигатели с 7 и 9 цилиндрами - не говоря уже о Pratt & Whitney R-4360 с 28 цилиндрами, с 4 наборами по 7 цилиндров в конфигурации «кукурузного початка»! en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_R-4360_Wasp_Major#/…

— alephzero

Я хотел бы отметить, что 360 не совсем произвольно. Это наименьшее число, делимое на каждое из (1,2,3,4,5,6,8,9,10). Такая универсальность доступных факторов чрезвычайно удобна. Это действительно делает это наблюдение о числе цилиндров несколько тривиальным, хотя. (Полные коэффициенты 360: 1,2,3,4,5,6,8,9,10,12,15,18,20,24,30,36,40,45,60,72,90,120,180,360.)

— amp108

Это зависит от того, спрашиваете ли вы с точки зрения разработчика движка или кого-то, кто пытается поддержать или устранить неисправность движка.

С точки зрения механики порядок стрельбы говорит вам порядок, в котором баллоны готовы к выстрелу - когда каждый находится на такте сжатия с закрытыми клапанами и загрузкой топлива. Это важно, если вы подключаете провода свечей зажигания (или линии топливных форсунок на дизельном топливе с отдельным насосом) или пытаетесь диагностировать работающий двигатель, который не работает.

С точки зрения разработчика двигателя, я подозреваю, что некоторые соображения связаны с такими проблемами, как вы упомянули, - управление стрессами и вибрациями и, возможно, также попытка сделать это, не удивляя людей, которые позже будут работать над двигателем.

Отвечая на ваш вопрос о других заказах, я думаю - по крайней мере теоретически, что у дизайнера может быть любой заказ, который он / она хочет. С другой стороны, механик должен следовать порядку, который был разработан для двигателя.

— DLU
источник

Порядок стрельбы ограничен:

геометрия коленчатого вала
расположение поршня (встроенный, V, VR, плоский и т. д.)

Эти два фактора будут объединяться, чтобы определить, когда достигается верхняя мертвая точка (ВМТ) каждого цилиндра относительно угла поворота коленчатого вала.

В идеале порядок зажигания устанавливается так, чтобы зажигание происходило как можно чаще.

Пример 4

Вот анимация обычной плоской плоскости inline-four:

Вы заметите, что средние два цилиндра (№ 2 и № 3) движутся в унисон, как и № 1 и № 4. Когда № 2 и № 3 находятся в ВМТ, № 1 и № 4 находятся в BDC, и наоборот. Две пары не совпадают по фазе на 180 °. Вот как выглядит ход поршневой головки при продолжительности вращения коленчатого вала 720 ° (один четырехтактный цикл).

Добавление звездочек для обозначения событий воспламенения должно стать очевидным, почему мы ограничены тем, что мы можем использовать в качестве порядка стрельбы. Порядок стрельбы 1-4-2-3 невозможен, потому что есть TDC для # 2 и # 3 между таковыми из # 1 и # 4:

Здесь есть только два варианта порядка стрельбы:

1-3-4-2
1-2-4-3

Всякий раз, когда возможны несколько порядков обжига, инженеры обращают внимание на другие факторы, среди которых баланс двигателя, вибрации и гармоники, на которые ссылались другие ответы.

— Зайд
источник

@ Джейсон C Это на самом деле объясняет и то, и другое. Вы хотите распределить дискретные события рабочего хода как можно более равномерно. Я полагаю, вы могли бы сделать коленчатый вал, у которого коленчатые рычаги были расположены неравномерно, или все сразу, или спереди, а затем сзади, но у вас были бы сильные вибрации при каждом возвратно-поступательном движении или пересечении нуля, как показано на графиках выше. Также как вы могли бы сделать квадратное или треугольное колесо ... но зачем вам это нужно?

— SteveRacer

@JasonC Ничто в верхней части ответа ничего не говорит об ограничении на 180 °; Я просто использовал плоскую плоскость, чтобы проиллюстрировать, как геометрия коленчатого вала и расположение двигателя сочетаются, чтобы определить, какой выполнимый порядок запуска. Некоторое время назад у нас была беседа в чате о кросс-плоскостных четверках. Вы можете просмотреть это обсуждение здесь (графики включены) .

— Заид

@ SteveRacer Я мог бы добавить в некоторые графики для кросс-плоскости inline-four. Я просто боюсь, что это умалит ясность объяснения.

— Заид

@ Сказал да. И я понял, что пересечения нуля, о которых я говорил, будут на первых графиках производной скорости , а не на вашем изображенном положении. Так что, грешите за свою цену .

— SteveRacer

@Zaid Когда ты так говоришь, это будет намного понятнее, наверное, я просто истолковал это с неправильной точки зрения.

— Джейсон С