Warum verwenden die meisten Sternmotoren eine ungerade Anzahl von Zylindern?

Eine ungerade Anzahl von Zylindern wird durch die Kombination aus radialem Design mit einer Kurbel, dem Viertakt-(Otto-)Arbeitszyklus und dem Wunsch, die Krafthübe zeitlich gleichmäßig beabstandet zu halten, benötigt.

Um das Design einfach und leicht zu halten, hat ein Einbank-Sternflugzeugmotor eine Kurbel, was bedeutet, dass die Kolben den oberen Teil ihres Hubs in Rotationsreihenfolge erreichen müssen. Der Viertaktzyklus erfordert jedoch, dass ein Kolben für jeden Arbeitstakt zweimal die Spitze seines Hubs erreichen muss. Die einzige Möglichkeit, gleichmäßig getaktete Krafthübe zu fördern, besteht darin, jeden zweiten Zylinder in Rotationsreihenfolge zu zünden.

Bei einer geraden Anzahl von Zylindern würde dies ein Zögern oder Überspringen der Zündfolge bei jeder Umdrehung erfordern, wenn der Motor zwischen den ungeraden und geraden Zylindern umschaltet. Bei einer ungeraden Anzahl von Zylindern ist das Timing ganz natürlich glatt. Zum Beispiel wäre die Zündreihenfolge eines Achtzylinder-Sterns

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
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dabei ist die Zündfolge eines Neunzylinder-Radials

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
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Wenn Sie einen Sternflugzeugmotor in Zeitlupe beobachten könnten, würden Sie sehen, dass, wenn sich ein Zylinder im Verdichtungstakt befindet, die Zylinder auf beiden Seiten davon im Ausstoßtakt sind, und wenn ein Zylinder seinen Arbeitstakt beginnt, die Zylinder eingeschaltet sind Beide Seiten davon stehen kurz vor dem Beginn ihrer Ansaugtakte.

Zweitakt-Sternmotoren müssen keine ungerade Zylinderzahl haben.

Sicherlich scheint eine 1, 3, 2, 4 - Zündreihenfolge (genau wie eine Inline-4) theoretisch möglich, aber [eines der] Probleme ist die Ringnockenwelle.

(...) es sei denn, es gibt eine ungerade Anzahl von Zylindern, der Nockenring um die Nase des Motors wäre nicht in der Lage, die vom Viertaktzyklus geforderte Sequenz Einlassventil offen - Auslassventil offen bereitzustellen.

Sehen Sie sich die Animation hier an: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Radial_engine_timing-small.gif (zu groß zum Hochladen hier).

Beachten Sie die beiden Ringe mit jeweils zwei entgegengesetzten Stufen (Lappen).

Während ein Schritt eine Stange drückt, macht der gegenüberliegende Schritt die gleichen zwei Zylinder mit einer Verzögerung nach unten. Bei einer geraden Anzahl würde der Nockenring aufgrund der gemeinsamen Kurbelwellenlagerung zwei gegenüberliegende Zylinder gleichzeitig betreiben.

Mit anderen Worten, der Ringnocken würde das Luft / Kraftstoff-Gemisch einlassen, wenn einer der Kolben (in einem Paar) nach oben und nicht nach unten geht.

Es ist möglich, eine gleichmäßige Zündreihenfolge für eine gerade Anzahl von Zylindern zu haben, solange die Anzahl der Zylinder keine Zweierpotenz ist. Einfachstes Beispiel ist also ein Sechszylinder-Radial mit einer Zündfolge von 1-2-5-6-3-4. Leistungsimpulse kommen abwechselnd alle 60 und 180 Grad Kurbelwellendrehung (rechnen Sie es aus). Stellen Sie es sich als zwei übereinander angeordnete Dreizylindermotoren vor, die sich dieselbe Kurbelwelle teilen und um 60 Grad gegeneinander gedreht sind. Ein Zehnzylinder hätte in ähnlicher Weise eine Zündreihenfolge von 1-2-5-6-9-10-3-4-7-8, wobei die Leistungsimpulse zwischen 36 und 108 Grad wechseln. Dies wäre eigentlich ziemlich gleichmäßig wie die Leistung Impulse sind nicht augenblicklich und sequentiell zündende Zylinder hätten eine beträchtliche Überlappung in ihren Arbeitstakten, insbesondere bei einer 10-Zylinder-Konstruktion.

Ein analoger V-Motor wäre ein 12-Zylinder mit einem anderen Bankwinkel als 60 Grad. Da ein gerader Sechser eine perfekte primäre und sekundäre Balance hat, hat dies auch ein V-12 bei jedem Querneigungswinkel. Nur Querneigungswinkel, die ein Vielfaches von 60 sind, geben alle gleich beabstandeten Leistungsimpulse, aber bei anderen Querneigungswinkeln ist der Motor immer noch perfekt ausbalanciert und glatt, die Leistungsimpulse kommen nur an Lücken, die zwischen zwei Werten hin und her wechseln, genau wie bei einer Sechs. zehn oder zwölf Zylinder radial würde.

So ein Sechszylinder-Radial würde im Leerlauf zweifellos einen interessanten Sound haben. Es hätte ein Boom-Boom-Boom-Boom-Boom-Grollen, ähnlich, aber schneller als das "Blubbern" eines Cross-Plane-V-8, aber es würde keinen ungleichmäßigen "Schluckauf" geben, da die Lücken zwischen beiden sequentiellen Zylindern und Zylinderpaaren gleichmäßig sind beabstandet, obwohl unterschiedlich. Ich vermute, dass ein 10-Zylinder bei Geschwindigkeit nicht anders klingen würde als ein 5-Zylinder, das Geräusch von nacheinander feuernden Zylinderpaaren, die miteinander verschwimmen.

Motoren mit einer Zweierpotenz von Zylindern können wirklich nicht so gebaut werden, dass sie reibungslos laufen, da sie nicht als Satz überlagerter Motoren mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern getaktet werden können, da Zweierpotenzen keine ungeraden Teiler haben . Für sie wird es immer einmal alle zwei Kurbelwellenumdrehungen eine Lücke in sequentiellen Leistungsstößen geben, die mit keiner anderen Lücke übereinstimmt, ein "Schluckauf", der wahrscheinlich eine Menge Vibrationen verursachen könnte.

Schauen Sie sich die Ventilsteuerzeiten für einen durchschnittlichen Viertakt und die Lagerlasten an, dies gibt einen Hinweis auf die Zündreihenfolge und stellt sicher, dass jeweils nur ein Zylinder zündet und eine Lagerüberlastung vermeidet. Was die Vibration betrifft, müssen Sie gleiche Hin- und Herbewegungskräfte in entgegengesetzte Richtungen haben, aber in der Radialrichtung kann dies nicht ohne eine Art Ausgleichswelle erreicht werden, dies würde wertvolle Kraft verbrauchen und das Gewicht offensichtlich erhöhen

Zunächst einmal haben nicht alle V-Motoren eine gerade Anzahl von Zylindern. Die Honda RC211V verwendet einen V5-Motor (yepp, 3 Zyl. auf der einen und 2 auf der anderen Seite). Ich habe einfach noch nicht genug Repräsentanten, um dort zu antworten. Jetzt ist eine ungerade Anzahl von Zylindern in einem Sternmotor nur für 4-Takt-Motoren erforderlich. Es wurde gut beschrieben, warum. aber 2-Takter dürfen keine ungeraden Zahlen haben. Auch wenn doppelseitige Kolben verwendet werden (seltenes Motorkonzept), wäre es möglich, 2 Kolben gleichzeitig zu zünden.

Eine gerade Anzahl von Zylindern in einer Bank eines Sternmotors funktioniert einfach nicht, nur weil jeder Zylinder alle zwei Umdrehungen des Motors einmal zünden muss, da es nur eine Kurbel gibt, ist es unmöglich, eine Zündfolge zu erreichen das würde funktionieren.

Die Zündfolge bei einem Neunzylindermotor ist 1 3 5 7 9 2 4 6 8, dies sorgt für eine reibungslose Leistungserzeugung

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