1. Översikt
Du vet förmodligen redan att en motor har kolvar som omvandlar sin fram-och återgående rörelse (upp och ner rörelse) till roterande (rotationsrörelse) av vevaxeln. Kraften att vrida vevaxeln görs tillgänglig för kolven genom förbränning inuti förbränningskamrarna (cylindrarna) som rymmer kolvarna. Förbränningshändelsen, och därmed kolvarnas rörelse, måste samordnas för att säkerställa kontinuerlig produktion av kraft så länge tändningen är på, motorn är igång och alla andra möjliga förhållanden är uppfyllda. Sekvensen i vilken cylindrarna genererar kraft kallas avfyrningsordningen, den ordning i vilken cylindrarna avfyras. De flesta motorer idag klassificeras som fyrtaktsmotorer där stroke hänvisar till upp eller ner rörelse av en kolv. De fyra stegen / slag är insugnings -, kompressions -, kraft-och avgasslag. Därför, medan en cylinder är på insugningsslaget, är en annan på kompressionsslaget, en annan på kraftslaget och ännu en på avgaslaget.
Om du inte är bekant med kraftöverföringsprocessen, här är en snabb översikt. När förbränning sker inuti en cylinder skapar den en explosiv kraft som trycker ner kolven. Denna händelse kallas kraft-eller förbränningsslaget. När kolven tvingas ner vrider den vevaxeln, vevaxeln vrider svänghjulet (om fordonet har manuell växellåda) eller flexplatta (om fordonet har automatisk växellåda). Svänghjulet / flexplattan överför sedan den kraft som genereras till överföringen. Överföringen skickar slutligen kraften till hjulen, vilket får dem att vända. I den här artikeln kommer vi att diskutera, med exempel, vad som händer under utförandet av en avfyrningsorder och varför avfyrningsorder är nödvändiga.
2. Brand och ordning
att välja avfyrningsordning är en viktig del av motordesignen. Tillverkare bestämmer noggrant avfyrningsorder för att tämja vibrationer och förbättra värmeavledningen. Avfyrningsordningen påverkar också körkvaliteten (jämnhet i körning), motorbalans och motorljud. Alla dessa faktorer, utom kanske motorljud, spelar definitivt en roll för att förlänga en Motors trötthetsliv. Men många kolvhuvuden anser att motorljud är en viktig del av motordesignen, förståeligt!
cylindrarna är vanligtvis numrerade 1234 från framsidan av motorn där tillbehörsdrivarna (remskivorna) är installerade. Därför kommer cylinder 1 att vara cylindern närmast remskivorna och nummer 4 kommer att vara cylindern närmast svänghjulet eller flexplattan som illustreras i Figur 1. Låt oss anta att motorn i Figur 1 har en skjutorder 1-3-4-2, vilket är fallet på en 2005 1,8 liters VW Jetta. Eftersom vi antar en avfyrningsorder på 1-3-4-2 kommer cylinder #1 att vara den första som skjuter eller genererar kraft. Nästa upp kommer att vara cylinder # 3 följt av cylinder #4 och sedan slutligen cylinder #2.
för varje 720 grader vrider vevaxeln, kamaxeln vrider 360 grader vilket gör att alla cylindrar brinner en gång. I en 4-cylindrig motor som den i Figur 1, när vevaxeln vrider två gånger, skulle kamaxeln ha vridit en gång och skjutit alla 4 cylindrar en gång. Därför brinner en av cylindrarna för varje 180 graders vevaxelrotation. Detta erhålls genom användning av formeln i ekvation 1.
f = 720 / n ……………………ekvation 1
där f är avfyrningsintervallet och är antalet cylindrar.
baserat på formeln i ekvation 1, i en V6-motor till exempel, skulle en cylinder avfyras var 120: e grader. Observera dock att i vissa V-motorer, särskilt V8-motorer och ovan, tillverkare eller motorbyggare inte nödvändigtvis brandcylindrar med jämna mellanrum; detta är ett koncept för motordesign som kallas ojämn bränning. Detta görs för att få ett aggressivt burbling och throaty motorljud. Ojämna avfyrningsorder kommer inte att diskuteras i den här artikeln.
innan vi går in i muttrar och bultar av vad som händer när cylindrar skjuter, låt oss förklara begreppet följeslagare. Companion cylindrar är cylindrar som rör sig upp och ner som ett par. Medan en cylinder är på insugningsslaget, är den andra på kraftslaget och vice versa. Dessutom, medan en cylinder är på kompressionsslaget, är den andra på avgaslaget och vice versa. I en 6-cylindrig motor med en avfyrningsordning på 1-5-3-6-2-4 till exempel kommer de medföljande cylindrarna att vara cylindrarna 1 och 6, 5 och 2 och sedan 3 och 4.
Figur 2 visar 4-taktsmotorcykeln i ett sekventiellt mönster; intag, kompression, effekt, avgaser. Detta kommer att användas tillsammans med figurerna 3a till 3e för att förklara avfyrningsprocessen.
i figurerna 3a till 3e har 720 grader av vevaxelrotation brutits i 180 graders intervall för att underlätta illustration.In figurerna 3a genom 3d, den första kolumnen innehåller cylindernumren (inte i skjutordningen).
i figur 3a börjar cylinder #1 med kraftslaget. Eftersom avfyrningsordningen är 1-3-4-2 betyder det att nästa cylinder till eld kommer att vara cylinder # 3. Det följer av Figur 2 att om cylinder #1 är på effektslaget (p) och cylinder #3 är nästa brand, bör den vara på stroke före effektslaget eftersom den förbereder sig för att elda efter cylinder #1. Detta är kompressionsslaget (c) – läs figur 2 i en riktning motsatt pilarnas riktning, moturs.
Cylinder # 4 som brinner efter cylinder #3 bör vara två slag bakom kraftslaget på cylinder #1. Att undersöka Figur 2 igen bör hjälpa till att dra slutsatsen att cylinder #4 ska vara på insugningsslaget (i).
nu ska cylinder # 2 vara 3 slag bakom kraftslaget på cylinder #1. Det skulle sätta cylinder # 2 på avgasslaget (e). Allt detta händer under de första 180 graderna av vevaxelns rotation (figur 3a).
i nästa 180 grader av vevaxelns rotation (360 grader) går cylinder #3 in i kraftslaget.
Cylinder # 4 är nu på kompressionsslaget, cylinder #2 är på insugningsslaget (i) och cylinder #1 är, som förväntat, på avgasslaget (e) för att utvisa avgaser som produceras från det kraftslag som det just avslutat. Se figur 3b.
i nästa 180 grader av vevaxelrotation (540 grader) går cylinder #4 in i kraftslaget. Cylinder # 2 är nu på kompressionsslaget, cylinder #1 är på insugningsslaget (i) och cylinder #3 är, som förväntat, på avgasslaget (e) för att utvisa avgaser som produceras från det kraftslag som det just avslutat. Se figur 3c.
i de slutliga 180 graderna av vevaxelns rotation (720 grader) går cylinder #2 in i kraftslaget. Cylinder # 1 är nu på kompressionsslaget, cylinder #3 är på insugningsslaget (i) och cylinder #4 är, som förväntat, på avgasslaget (e) för att utvisa avgaser som produceras från det kraftslag som det just avslutat. Se figur 3d.
i de sista 180 graderna (720 grader), Observera att cylinder 1 är tillbaka på kompressionsslaget (c) redo att starta hela processen igen när den rör sig från kompressionsslaget till effektslaget (p). Figur 3e illustrerar en fullständig avfyrningsordning med cylindrarna ordnade i rätt avfyrningsordning den här gången. Detta arrangemang gör det lättare att se hur cylindrarna brinner var 180: e grad i enlighet med den angivna skjutordningen.
Figur 4 illustrerar avfyrningsorder för en 6-cylindrig motor med avfyrningsorder 1-4-3-6-2-5. Detta är avfyrningsordern på Mercedes Benz M272-E35-motorn som har drivit ML350-fordon sedan 2006. Det driver också R350-fordonet och andra Mercedes Benz-fordon.
från Figur 4 cylinder #1 bränder under de första 120 graderna.
i nästa 120 grader (240 grader), när cylinder #1 rör sig från kraftslaget till avgaslaget, brinner cylinder #4.
i nästa 120 grader (360 grader), när cylinder #4 rör sig från kraftslaget till avgaslaget, brinner cylinder #3.
i nästa 120 grader (480 grader), när cylinder 3 rör sig från kraftslaget till avgaslaget, brinner cylinder # 6.
i nästa 120 grader (600 grader), när cylinder 6 rör sig från kraftslaget till avgaslaget, brinner cylinder # 2.
i nästa 120 grader (720 grader), när cylinder 2 rör sig från kraftslaget till avgaslaget, brinner cylinder # 5.
processen upprepas som cylinder # 1 bränder igen.
Figur 5 är en tabellillustration av en 8-cylindrig motor med skjutordning 1-5-4-8-7-2-6-3. Ett exempel på en motor som använder denna avfyrningsorder är BMWs S65 som driver 2012 M3 E90 bland andra fordon. Figur 5 kommer inte att förklaras ytterligare eftersom det följer ett liknande format som den ordning som förklarats tidigare i Figur 4. Den enda skillnaden är att varje cylinder kommer att elda efter 720/8=90 grader.
dela dina tankar.
Author:Kwabena MensahAbout Author:Technical Editor and CTO at AutoShack Ghana