曲軸的形狀和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、氣缸數(shù)、氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發(fā)生的順序(稱為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀同時(shí)要滿足慣性力的平衡以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)性的要求。
對(duì)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)就是一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)氣缸都發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時(shí)間(用0CA表示)要求均勻。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有i個(gè)氣缸，則發(fā)火間隔為7200/i0CA，即曲軸每轉(zhuǎn)7200/i時(shí)，就有一個(gè)氣缸做功，這樣才會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作平穩(wěn)。下面介紹常用的4缸、6缸和V形8缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。
(1)四沖程直列4缸機(jī)，缸數(shù)i＝4，發(fā)火間隔為7200/4＝1800CA。4個(gè)曲柄銷布置在同一平面內(nèi)，1、4缸的曲柄銷朝上時(shí)，2、3缸的朝下，1、4缸與2、3缸相隔1800。這種發(fā)動(dòng)機(jī)可能采用的一種發(fā)火次序。
這種發(fā)火次序?yàn)?-3-4-2，習(xí)慣上以1缸為準(zhǔn)，l缸做功后接著是3缸做功，以此類推。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸，就是按照1-3-4-2的順序循環(huán)，不斷周而復(fù)始地工作著。
如將上述2、3缸的工作過程互換，則可得到另一種發(fā)火次序。這種互換之所以可能，是因?yàn)?、3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發(fā)火次序，即1-2-4-3。
所以，4缸機(jī)可能采用兩種發(fā)火次序，即1-3-4-2和1-2-4-3。不過，對(duì)某一種具體的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，由于發(fā)火次序還與氣門機(jī)構(gòu)的安排等有關(guān)，因而是確定而不能變更的。使用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，必須了解它的發(fā)火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3兩種發(fā)火次序在工作平穩(wěn)性和主軸承負(fù)荷方面，沒有什么區(qū)別。一般柴油機(jī)采用前一種。
(2)四沖程直列6缸機(jī)，發(fā)火間隔為7200CA/6＝1200CA。6個(gè)曲柄銷分別布置在3個(gè)平面內(nèi)(每個(gè)平面內(nèi)2個(gè))，各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當(dāng)1、6缸的曲柄銷朝上時(shí)，2、5缸的朝左，3、4缸的朝有，其發(fā)火次序是1-5-3-6-2-4。國產(chǎn)6缸機(jī)都采用這種曲軸和發(fā)火次序。
曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的發(fā)火次序是1-4-2-6-3-5。
當(dāng)然，上述兩種6缸機(jī)的曲軸還可能采用其他的發(fā)火次序，但由于在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)上幾乎沒有應(yīng)用，因而不作介紹。
按發(fā)火次序看，前后兩個(gè)氣缸的做功行程有600是重疊的，這種現(xiàn)象是容易理解的。因?yàn)楦鳉飧组g做功行程的間隔是1200，而每個(gè)氣缸的做功行程本身都是1800，就必然有600互相重疊。在這個(gè)600中，兩個(gè)氣缸都在做功，前一個(gè)氣缸做功末完，后一個(gè)氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作平穩(wěn)性是有利的。
(3)四沖程8缸機(jī)，大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數(shù)i＝8，其發(fā)火間隔為7200CA/8＝900CA。這種發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸中相對(duì)的一對(duì)連桿共裝在一個(gè)曲柄銷上，所以V形8缸機(jī)只有4個(gè)曲柄銷。通常將4個(gè)曲柄銷布置在兩個(gè)互成900的平面內(nèi)。
V形8缸機(jī)常用的發(fā)火次序?yàn)?-5-4-2-6-3-7-8。
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