Циліндр

Предмети:

Загальний
Гільза циліндрового типу
Хонінгування
Розташування циліндрів
Послідовність стрільби

Загальне:
Простір, в якому поршні рухаються вгору і вниз, називаються циліндрами. Внутрішня частина циліндра не зовсім гладка, тому що тоді масло могло б легко рухатися по поршню від картера до камери згоряння. Тому зроблені канавки для хонінгування. Принцип хонінгування описано далі на цій сторінці.
Розмір циліндрів визначає об'єм циліндрів двигуна. Для кожного типу двигуна використовується об'єм циліндра, наприклад, 1.6, 2.0 або іноді 6.0 л. Це означає (для 1.6), що є місце для 1,6 літрів повітря у всіх просторах циліндрів разом. Простір вимірюється між поршнем, який знаходиться в ODP (тобто внизу і починається з такту стиснення або випуску) до головки циліндра. Чим більший об’єм циліндра, тим вищі/ширші циліндри. Це також залежить від отвору (діаметр циліндра) і ходу (висота циліндра).
Об’єм циліндра можна розрахувати за даними як діаметр х хідний об’єм. Додаткову інформацію про робочий об’єм циліндра та діаметр х хід робочого об’єму можна знайти на сторінці Розрахувати об'єм циліндра.
Більше інформації про 4-тактний процес можна знайти на сторінках Двигун бензиновий en Дизельний двигун.

Тип гільзи циліндра:
Циліндри можна просвердлити безпосередньо в блоці двигуна, відлити як цілісний блок двигуна або вони можуть складатися з окремо вставлених втулок. Просвердлені або литі циліндри називаються сухими гільзами циліндрів, а окремі гільзи циліндрів також називають мокрими гільзами циліндрів. Мокрі втулки можна замінити окремо та встановити на місце вручну. Вони безпосередньо контактують з теплоносієм і мають більш товсту стінку, ніж сухі втулки. Адже вони самі по собі повинні бути достатньо міцними. Для запобігання потрапляння рідини в масляний піддон через вологі гільзи циліндра використовуються додаткові прокладки.
У двигунах з повітряним охолодженням циліндри утворюють окремий блок, вони оснащені ребрами охолодження і встановлені на корпусі колінчастого вала. Поверхня ребер залежить від ступеня необхідності охолодження.

Під час демонтажу головки блоку циліндрів з блоку двигуна з ослабленими гільзами циліндрів необхідно бути дуже обережними, щоб переконатися, що гільзи не зрушилися вгору. Інакше можуть виникнути проблеми при заміні головки блоку циліндрів.
Щоб перевірити це, по всій ширині блоку двигуна необхідно розташувати якусь велику лінійку або прямий шматок заліза. Якщо гільза циліндра виступає, це буде відразу помітно. Після цього гільзу циліндра можна легко постукати вниз (обережно!).
На зображенні праворуч показано двигун із мокрими гільзами циліндрів, а на зображенні внизу — блок двигуна з литими або просвердленими циліндрами.
Прокладка головки монтується між блоком двигуна і головкою блоку циліндрів. Прокладка головки забезпечує герметичність між циліндрами і між каналами масла і охолоджуючої рідини.

Хонінгування:
Стінка циліндра не гладка зсередини. Якби він був гладким і поршень рухався б у ньому вгору та вниз, певна кількість мастила завжди стікала б від поршня вздовж стінки циліндра у верхній частині камери згоряння до поршня. І це зовсім не намір. Крім того, якщо двигун деякий час простояв, між поршнем і стінкою циліндра більше не буде моторного масла. Потім двигун деякий час працював би «насухо», перш ніж моторне масло знову поповзе поршнем. Щоб цього не сталося, на стінці циліндра зроблені невеликі хонінгувальні канавки. (Також на стороні поршня, але це буде обговорено пізніше). Хонінгувальні канавки - це не що інше, як дрібні подряпини, зроблені під певним кутом на стінці циліндра, в яких частково залишається масло.

Хонінгувальні канавки зазвичай виконуються під кутом 47 градусів, іноді 90 градусів один від одного спеціальним інструментом для хонінгування, розміщеним на свердлі. Спеціальні інструменти для хонінгування показані на зображеннях нижче.

Хонінгувати циліндр необхідно дуже ретельно. Занадто мало канавок для хонінгування призводить до збільшення споживання масла, а надто багато спричиняє пошкодження захисного шару на стінці циліндра.

При капітальному ремонті двигуна іноді також просвердлюють циліндр і встановлюють у нього поршень великого розміру. Тоді загальний об’єм циліндра збільшується, і потрібне повторне хонінгування. Навіть двигуни, які сильно страждають від споживання масла, де канавки стали слизькими, або двигуни, які мають легку подряпину на стінці циліндра, можна відремонтувати за допомогою інструментів для хонінгування. Якщо на стінці циліндра є глибока подряпина, наприклад від предмета, який потрапив у камеру згоряння, подряпина може бути настільки глибокою, що хонінгування більше не буде корисним. Свердлити стінку циліндра має сенс тільки з великим поршнем, інакше доведеться встановлювати новий двигун.

Поршень також повинен мати світлі канавки з боків. Вони також мають завдання утримувати трохи масла для змащування. Коли поршні слизькі, а структура хонінгування зникла, витрата масла може збільшитися. Найкращим заходом для цього є заміна поршнів і перевірка хонінгувальних канавок у стінці циліндра.

Хонінгувальні канавки можуть зношуватися (швидше), якщо умови водіння не є оптимальними, наприклад:

Надто швидка їзда з холодним двигуном: поршень сильно притискається до стінки циліндра через силу ковзання, тоді як двигун ще не досяг робочої температури, а поршень ще не розширився належним чином через температуру. Детальніше про відключення поршня на сторінці поршень.
Відсутність змащення або надто довга їзда зі старим (густим) маслом і, отже, також брак змащення.

Розташування циліндрів:
Бувають двох-, трьох-, чотирьох-, п'яти-, шести-, вісімнадцяти- і дванадцятициліндрових. Bugatti навіть має шістнадцять циліндрів у Veyron. Циліндри можуть бути розташовані вертикально один за одним. Тоді це називається рядним двигуном.
Циліндр також може мати V-подібну форму під кутом 60 або 90. Це двигуни V. Якщо циліндри розташовані горизонтально ліворуч і праворуч від колінчастого вала, це опозитний двигун.
Чим більше циліндрів має двигун, тим регулярніше він працює і тим регулярніше створюється крутний момент. Зрештою, є більше силових ходів, розділених на дві частоти обертання або 720 градусів колінчастого вала. Маховик також можна зробити легшим із збільшенням кількості циліндрів. Балансувальні вали, які необхідні на 2-х і 3-циліндрових двигунах для гасіння вібрацій двигуна, викликаних вібраціями робочих ходів, не потрібні на 8-циліндрових двигунах.

Рядний двигун: циліндри розташовані вертикально один за одним. Таке розташування є найпоширенішим. Сучасні рядні двигуни зазвичай складаються з 4 циліндрів, але сьогодні економічні, екологічно чисті 3-циліндрові також є, наприклад, у VW Polo, і 2-циліндрові у Fiat. BMW завжди розташовує 6 циліндрів в одну лінію, ніколи не у V-подібну форму.
V-подібний двигун: циліндри розташовані під кутом 60 або 90 градусів. Найбільш поширеними двигунами є двигуни V6 і V8.
Є також двигуни V5, V10 і V12. Двигун V12 має 6 циліндрів з одного боку V-подібної форми, а інші 6 з іншого боку.
VR-двигун: поєднання рядного та V-подібного двигуна. Це в основному використовується Volkswagen, який відомий своїми двигунами VR5 і VR6. У Golf R32 циліндри розташовані під кутом 15 градусів один до одного. Тут поєднуються переваги рядного та V-подібного двигуна. З рядним двигуном перевага полягає в тому, що двигун може бути оснащений 1 головкою циліндра, а з V-подібним двигуном зусилля від поршня / шатуна можуть передаватись на колінчастий вал під більшим кутом один до одного.

W-подібний двигун: циліндри мають W-подібну форму. Він використовувався в двигунах W12 VW Touareg, Pheaton, Audi і Q7.
Насправді цю схему двигуна можна уявити як два V-подібні двигуни, розміщені на одному колінчастому валу. Перевага двигуна W полягає в тому, що з урахуванням кількості циліндрів довжина блоку зменшена порівняно з двигуном V. Між радіатором і пластиною паравана буде трохи більше місця. Це означає, що простір збоку блоку двигуна між поперечними балками зменшився.
Ремонтні роботи та технічне обслуговування (наприклад, заміна свічок запалювання) не полегшуються. Для демонтажу головок блоку циліндрів необхідно буде повністю розібрати двигун з автомобіля.

Опозитний двигун: циліндри розташовані горизонтально під кутом 180 градусів.
Циліндри розташовані горизонтально один навпроти одного під кутом 180 градусів. Переваги цього плоского двигуна в тому, що центр ваги автомобіля знаходиться відразу нижче. Двигун також буде менше страждати від вібрації, тому що вібрації поршня нейтралізують одна одну. Тому двигун набагато краще збалансований і не потребує використання окремих балансувальних валів. Опозитні двигуни використовуються як в легкових автомобілях, так і в мотоциклах. Subaru відома тим, що використовує оппозитний двигун, як і Citroën 2CV і старий VW Beetle.

Порядок стрільби:
Порядок запалювання — це послідовність підпалу суміші в циліндрах один за одним. Порядок запалювання залежить від конструкції двигуна і форми розподілу навантаження на колінчастий вал. У таблиці наведені звичайні порядки стрільб.

Тип двигуна:	Кількість циліндрів:	Порядок стрільби:
Рядний двигун:	3	1-3-2
	4	1-3-4-2 of 1-2-4-3
	5	1-2-4-5-3
	6	1-5-3-6-2-4 of 1-5-4-6-2-3 of 1-2-4-6-5-3 of 1-4-2-6-3-5 of 1-4-5-6-3-2
	8	1-6-2-5-8-3-7-4 of 1-3-6-8-4-2-7-5 of 1-4-7-3-8-5-2-6 of 1-3-2-5-8-6-7-4
V двигун:	4	1-3-2-4
	6	1-2-5-6-4-3 of 1-4-5-6-2-3
	8	1-6-3-5-4-7-2-8 of 1-6-2-8-3-7-4-5 of 1-3-7-2-6-5-4-8 of 1-5-4-8-6-3-7-2 of 1-8-3-6-4-5-2-7
	10	1-6-5-10-2-7-3-8-4-9
	12	1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 of 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Опозитний двигун:	4	1-4-3-2
	6	1-6-2-4-3-5