内燃機関に特定の「発火命令」があるのはなぜですか?


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発砲順序を持つことのポイントは何ですか?クランクシャフトの場合、片側に過度にならないようにパワーのバランスを取るのに役立つと読みましたが、なぜそのような特定の注文があるのですか?その場合、4気筒エンジンでの点火順序は1-4-2-3になります。


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発射順序は、さまざまな方法で(設計時に)設定できます。振動などの制約がありますが、それらのいくつかに対処する他の方法があります(たとえば、振動を試行して相殺するバランスシャフト)。そのように設計されたエンジン(クランク/カム/など)に対して推奨される発射順序は可能です。Yamaha Big Bang R1エンジンをグーグルで検索すると、非常に奇妙な発砲順序が表示されます。
キックスタート

回答:


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特にV8領域では、一部のエンジン構成に対して複数の発火順序があります。フォードスモールブロックは1-5-4-8-6-3-7-2を発射しますが、同じ排気量の近代的なモジュラーフォードV8は1-5-4-8-7-2-6-3を発射します。

発射順序に関する巨大なwikiがあり、まったく同じシリンダー構成であっても、膨大な数の実行可能なアレンジメントが含まれています。

特定の質問に答えるために、通常、発射順序は、クランクシャフトのスローのトルクパルスが調和する場合に発生する可能性のある破壊的な振動と機械的な力を最小限に抑えるように決定されます。同様の注意点は、360度のクランクシャフト回転に均等に分割できる複数のシリンダーを備えたエンジンを常に見つけることです。4,5,6,8,10,12はすべて問題ありません。7,11および13はそうではありません。正確な説明は私の向こうにありますが、スライダーとクランクの組み合わせ機構における振動と高調波の次数に関係しています。


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度は任意の単位であるため、シリンダーの数は360度を均等に分割するべきではないという主張がありますが、この規則が重複または近似しているという実際の制約がおそらくあります。
R .. GitHubのSTOP手助けICE

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@R ..同意しました。少し速記ですが、ルールではありませんが、確かに難しいです。インラインの7シリンダには、重複するパワーストロークがありますが、定義により180度(パイラジアン)でなければなりません。必要なバランスシャフトやその他の複雑な問題に対処したとしても、1次および2次のフリーモーメントが残っています。インライン6で大きな変位を構築する方がはるかに簡単です。インライン6は本質的にバランスが取れており、アンバランスな自由モーメントによる高調波の影響を受けません。360の割り切れる経験則は、非常に複雑な動的数学の単純化です。
スティーブレーサー16

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5を除いて、すべての例は2で割り切れますが、これはより重要な事実だと思います。これにより、シリンダーのペアを互いにバランスさせることができます。
モンティハーダー

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反対の「ルール」はラジアルエンジンに適用され、奇数のシリンダーは、パワーストロークのより規則的な分布を与えるため、より良いです(例えば、9シリンダーラジアルの場合は1 3 5 7 9 2 4 6 8)。7気筒と9気筒のラジアル航空機エンジンがあります。28気筒のプラット・アンド・ホイットニーR-4360は言うまでもなく、「コーンコブ」構成の7気筒4セットです。en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_R-4360_Wasp_Major#/...
alephzero

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360は完全に arbitrary意的ではないことを指摘したいと思います。これは、(1,2,3,4,5,6,8,9,10)のそれぞれで割り切れる最小の数値です。利用可能な要素のその汎用性は非常に便利です。それはありませんけれども、やや平凡なシリンダ数についてその観察を行います。(360の完全な要因: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 16

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エンジン設計者の観点から質問しているのか、エンジンの保守やトラブルシューティングを試みている人の質問なのかによって異なります。

メカニックの発砲順序の観点から、シリンダーが発砲する準備できている順序がわかります。各シリンダーが圧縮ストロークにあり、バルブが閉じられ、燃料が充填されています。スパークプラグワイヤ(または別のポンプを備えたディーゼルの燃料噴射装置ライン)を接続したり、乱暴なエンジンや始動しないエンジンを診断しようとする場合に重要です。

エンジン設計者の観点から、いくつかの考慮事項はあなたが言及したような懸念に関連していると思われます。

他の注文についてのあなたの質問に答えて、少なくとも理論的には、デザイナーは彼/彼女が望むどんな注文でも持つことができると思います。一方、メカニックはエンジンに組み込まれた順序に従う必要があります。


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発射順序は次の制約を受けます。

  • クランクシャフト形状
  • ピストン配置(インライン、V、VR、フラットなど)

これらの2つの要因を組み合わせて、クランク角度に関して各シリンダーの上死点(TDC)がいつ達成されるかを決定します。

理想的には、発火ができるだけ定期的に発生するように点火順序を設定します。


インライン4の例

これは、通常のフラットプレーンインライン4のアニメーションです。

インライン-4、平面

中央の2つのシリンダー(#2と#3)が一緒に動くことに気付くでしょう。#1と#4もそうです。#2と#3がTDCにあるとき、#1と#4はBDCにあり、その逆も同様です。2つのペアは180°位相がずれています。これは、720°のクランク期間(1回の4ストロークサイクル)でのピストンヘッドの移動の様子です。

インライン4グラフ

点火イベントを示すために星を追加すると、発火順序として使用できるものに限定される理由が明らかになります。#1と#4の間に#2と#3のTDCがあるため、1-4--2-3の発砲順序は実行不可能です。

前髪付きのインライン4グラフ

ここで、発射順序には2つのオプションしかありません。

  • 1-3-4-2
  • 1-2-4-3

複数の発射順序が可能な場合はいつでも、エンジニアは他の要因に注目します。その中には、エンジンバランス、振動、およびここで他の答えが示唆している高調波があります。


@Jason C実際に両方を説明し、非常によく説明しています。離散的なパワーストロークイベントを可能な限り均等に分散することを検討しています。クランクアームの間隔が均等ではない、または一度に、または前後にないクランクシャフトを作成できると思いますが、上記のプロットのように各往復運動またはゼロクロスで大きな振動が発生します。あなたのような可能性が正方形や三角形のホイールを作る...しかし、なぜあなたがしたいですか?
スティーブレーサー16

@JasonC回答の上半分には、180°の制限について何も記載されていません。フラットプレーンを使用して、クランクシャフトのジオメトリとエンジンレイアウトがどのように組み合わされて実行可能な点火順序が決定されるかを説明しました。しばらく前に、クロスプレーンのインライン4についてチャットで議論しました。ここでその議論を確認できます(グラフが含まれています)
ザイド

@SteveRacerクロスプレーンインライン4のグラフを追加できます。説明の明快さを損なうのではないかと心配しています。
ザイド

@Zaidはい。そして、私が言及したゼロクロッシングは、描かれた位置ではなく、一次微分速度グラフ上にあることに気付きました。だから、あなたのcosの
スティーブレーサー

@Zaidあなたがそれをはるかに明確にすると、間違った観点から解釈しただけだと思います。
ジェイソンC
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