Почему в большинстве радиальных двигателей используется нечетное число цилиндров?

Нечетное количество цилиндров требуется из-за сочетания однокривошипной радиальной конструкции, четырехтактного (отто) рабочего цикла и стремления к тому, чтобы рабочие такты были равномерно распределены по времени.

Чтобы сохранить простоту и легкость конструкции, однорядный радиальный двигатель самолета имеет один кривошип, а это означает, что поршни должны достигать верхней точки своего хода в порядке вращения. Но четырехтактный цикл требует, чтобы поршень дважды достигал верхней точки своего хода за каждый рабочий такт. Единственный способ обеспечить равномерный рабочий ход - запустить каждый второй цилиндр в порядке вращения.

При четном числе цилиндров это потребовало бы задержки или пропуска последовательности зажигания при каждом обороте, когда двигатель переключался между нечетным и четным цилиндрами. При нечетном числе цилиндров синхронизация вполне естественно плавная. Например, порядок воспламенения восьмицилиндрового радиального двигателя будет следующим:

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
*   *   *   *     *   *   *   * *   *   *   *     *   *   *   *

в то время как порядок запуска девятицилиндрового радиального

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
*   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *

Если бы вы могли наблюдать радиальный двигатель самолета в замедленной съемке, вы бы увидели, что, когда цилиндр находится в такте сжатия, цилиндры по обе стороны от него находятся в такте выпуска, а когда цилиндр начинает свой рабочий такт, цилиндры на обе стороны от него близки к началу всасывания.

Двухтактные радиальные двигатели не обязательно должны иметь нечетное количество цилиндров.

Конечно, порядок включения 1, 3, 2, 4 (точно так же, как рядный-4) кажется возможным теоретически, но [одной из] проблем является кольцо распределительного вала.

(...) если не будет нечетного числа цилиндров, кольцевой кулачок вокруг носовой части двигателя не сможет обеспечить последовательность открытия впускного клапана - открытия выпускного клапана, требуемую для четырехтактного цикла.

Посмотрите анимацию здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Radial_engine_timing-small.gif (слишком большой, чтобы загрузить его сюда).

Обратите внимание на два кольца, каждое с двумя противоположными ступенями (лепестками).

Поскольку один шаг толкает шток, противоположный шаг делает те же два цилиндра вниз с задержкой. Если бы их было четное число, кольцевой кулачок приводил бы в действие два противоположных цилиндра одновременно из-за общей установки коленчатого вала.

Другими словами, кольцевой кулачок будет впускать воздушно-топливную смесь, при этом один из поршней (в паре) будет двигаться вверх, а не вниз.

Можно иметь плавный порядок зажигания для четного числа цилиндров, если число цилиндров не является степенью двойки. Таким образом, самым простым примером является радиальный шестицилиндровый двигатель с порядком работы 1-2-5-6-3-4. Импульсы мощности приходят попеременно через каждые 60 и 180 градусов поворота коленвала (отработать). Думайте об этом как о двух наложенных друг на друга трехцилиндровых двигателях с одним и тем же коленчатым валом, повернутых друг относительно друга на 60 градусов. Точно так же десятицилиндровый двигатель будет иметь порядок зажигания 1-2-5-6-9-10-3-4-7-8, с импульсами мощности, чередующимися через каждые 36 и 108 градусов. импульсы не являются мгновенными, и последовательно работающие цилиндры будут иметь значительное перекрытие своих рабочих ходов, особенно в конструкции с 10 цилиндрами.

Аналогом V-образного двигателя будет 12-цилиндровый двигатель с углом крена, отличным от 60 градусов. Поскольку рядная шестерка имеет идеальный первичный и вторичный баланс, то же самое можно сказать и о V-12 при любом угле крена. Только углы крена, кратные 60, дают все равноотстоящие импульсы мощности, но с другими углами крена двигатель по-прежнему идеально сбалансирован и плавен, импульсы мощности просто приходят через промежутки, которые чередуются между двумя значениями, как у шестерки. радиальные десять или двенадцать цилиндров.

Без сомнения, такой шестицилиндровый радиальный двигатель будет издавать интересный звук на холостом ходу. У него будет гул бум-бум-бум-бум, похожий на «бормотание» крестообразного V-8, но более быстрый, но не будет неравномерной «икоты», поскольку зазоры между последовательными цилиндрами и парами цилиндров одинаковы. разнесены, хотя и разные. На скорости, я подозреваю, что 10-цилиндровый двигатель не будет звучать иначе, чем 5-цилиндровый, звук пар последовательно работающих цилиндров сливается вместе.

Двигатели с числом цилиндров, равным степени двойки, действительно не могут быть построены так, чтобы работать плавно, поскольку их нельзя синхронизировать как набор наложенных друг на друга двигателей с нечетным числом цилиндров, поскольку у степеней двойки нет нечетных делителей. . Для них всегда будет зазор в последовательных тактах каждые два оборота коленчатого вала, который не соответствует никакому другому зазору, «икота», которая, вероятно, может вызвать сильную вибрацию.

Посмотрите на цифры фаз газораспределения для среднего четырехтактного двигателя и нагрузки на подшипники, это даст представление о порядке зажигания и убедитесь, что только один цилиндр будет срабатывать одновременно, и избежать перегрузки подшипников. Что касается вибрации, вы должны иметь равные силы возвратно-поступательного движения в противоположных направлениях, но в радиальном направлении этого нельзя достичь без какого-либо балансировочного вала, это потребует ценной мощности и, очевидно, увеличит вес.

во-первых, не все двигатели V имеют четное число цилиндров. Honda RC211V использует двигатель v5 (да, 3 цилиндра на одном ряду и 2 на другом). у меня просто недостаточно представителей, чтобы ответить там. теперь нечетное количество цилиндров в радиальном двигателе требуется только для 4-тактных двигателей. Было хорошо описано, почему. а вот у 2-тактных могут быть нечетные номера. также, если используются двухсторонние поршни (редкая концепция двигателя), тогда можно было бы запускать 2 поршня одновременно.

Четное количество цилиндров в одном ряду радиального двигателя просто не работает, просто потому, что каждый цилиндр должен срабатывать один раз за каждые два оборота двигателя, поскольку у них только один кривошип, невозможно добиться последовательности зажигания. это сработает.

Последовательность воспламенения девятицилиндрового двигателя: 1 3 5 7 9 2 4 6 8, что обеспечивает плавное производство мощности.

Зайдите на YouTube и посмотрите «Как работает радиальный двигатель».