¿Por qué la mayoría de los motores radiales usan un número impar de cilindros?

Se requiere un número impar de cilindros debido a la combinación del diseño radial de manivela única, el ciclo de trabajo de cuatro tiempos (Otto) y el deseo de mantener las carreras de potencia uniformemente espaciadas en el tiempo.

Para mantener el diseño simple y liviano, un motor de avión radial de un solo banco tiene una manivela, lo que significa que los pistones deben alcanzar la parte superior de su recorrido en orden de rotación. Pero el ciclo de cuatro tiempos requiere que un pistón alcance la parte superior de su recorrido dos veces por cada carrera de potencia. La única forma de promover golpes de potencia sincronizados uniformemente es disparar cada cilindro en orden de rotación.

Con un número par de cilindros, esto requeriría una vacilación o un salto en la secuencia de encendido en cada rotación, ya que el motor cambia entre los cilindros pares e impares. Con un número impar de cilindros, la sincronización es naturalmente suave. Por ejemplo, el orden de encendido de un radial de ocho cilindros sería

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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mientras que el orden de encendido de un radial de nueve cilindros es

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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Si pudiera observar el motor radial de un avión en cámara lenta, vería que cuando un cilindro está en su carrera de compresión, los cilindros a ambos lados están en sus carreras de escape, y cuando un cilindro comienza su carrera de potencia, los cilindros en ambos lados están cerca de comenzar sus carreras de admisión.

Los motores radiales de dos tiempos no necesitan tener un número impar de cilindros.

Seguramente un orden de encendido 1, 3, 2, 4 (como un 4 en línea) parece posible en teoría, pero [uno de] los problemas es el árbol de levas del anillo.

(...) a menos que haya un número impar de cilindros, la leva anular alrededor de la nariz del motor no podría proporcionar la válvula de admisión abierta - la secuencia abierta de la válvula de escape requerida por el ciclo de cuatro tiempos.

Mire la animación aquí: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Radial_engine_timing-small.gif (demasiado grande para cargar aquí).

Observe los dos anillos, cada uno con dos pasos opuestos (lóbulos).

Cuando un paso empuja una barra, el paso opuesto hace lo mismo con dos cilindros hacia abajo con un retraso. Si fueran un número par, la leva del anillo estaría operando dos cilindros opuestos simultáneamente debido al montaje compartido del cigüeñal.

En otras palabras, la leva del anillo dejaría entrar la mezcla de aire y combustible con uno de los pistones (en un par) subiendo, no bajando.

Es posible tener un orden de encendido uniforme para un número par de cilindros siempre que el número de cilindros no sea una potencia de dos. Por lo tanto, el ejemplo más simple es un radial de seis cilindros con un orden de encendido de 1-2-5-6-3-4. Los pulsos de potencia vienen alternativamente cada 60 y 180 grados de rotación del cigüeñal (resuelva). Piense en ello como dos motores de tres cilindros superpuestos que comparten el mismo cigüeñal y giran 60 grados uno del otro. De manera similar, un motor de diez cilindros tendría un orden de encendido de 1-2-5-6-9-10-3-4-7-8, con pulsos de potencia alternando entre cada 36 y 108 grados. los pulsos no son instantáneos y los cilindros de disparo secuencial tendrían una superposición considerable en sus carreras de potencia, especialmente con un diseño de 10 cilindros.

Un análogo de motor en V sería un cilindro de 12 con un ángulo de inclinación de otros 60 grados. Dado que un seis cilindros en línea tiene un equilibrio primario y secundario perfecto, también lo tiene un V-12 en cualquier ángulo de alabeo. Solo los ángulos de alabeo que son múltiplos de 60 dan pulsos de potencia igualmente espaciados, pero con otros ángulos de alabeo, el motor aún está perfectamente equilibrado y suave, los pulsos de potencia solo vienen en espacios que alternan entre dos valores como un seis, Diez o doce cilindros radiales serían.

Un radial de seis cilindros de este tipo tendría un sonido interesante al ralentí, sin duda. Tendría un estruendo boomboom-boomboom-boomboom, similar pero más rápido que el "burbujeo" de un V-8 de plano cruzado, pero no habría un "hipo" desigual ya que los espacios entre los cilindros secuenciales y los pares de cilindros son uniformes. espaciados aunque diferentes. A gran velocidad, sospecho que un 10 cilindros no sonaría diferente a un 5 cilindros, el sonido de los pares de cilindros que se disparan secuencialmente se difumina.

Los motores con una potencia de dos cilindros realmente no se pueden construir para que funcionen sin problemas, ya que no se pueden sincronizar como un conjunto de motores superpuestos con un número impar de cilindros, ya que las potencias de dos no tienen divisores impares. . Para ellos, siempre habrá una brecha en los impulsos de potencia secuenciales una vez cada dos rotaciones del cigüeñal que no coincide con ninguna otra brecha, un "hipo" que probablemente podría causar mucha vibración.

Mire las cifras de sincronización de válvulas para un promedio de cuatro tiempos y cargas de cojinetes, esto le dará una pista sobre el orden de encendido y para asegurarse de que solo se dispare un cilindro a la vez y evitar la sobrecarga de los cojinetes. En cuanto a la vibración, debe tener fuerzas alternativas iguales en direcciones opuestas, pero en el radial esto no se puede lograr sin algún tipo de eje de equilibrio, esto requeriría una potencia valiosa y obviamente aumentaría el peso.

En primer lugar, no todos los motores en V tienen un número par de cilindros. Honda RC211V usa un motor v5 (sí, 3 cilindros en un banco y 2 en el otro). Simplemente no tengo suficiente representante todavía para responder allí. ahora, se requiere un número impar de cilindros en un motor radial solo para motores de 4 tiempos. Se describió bien por qué. pero los de 2 tiempos pueden no tener números impares. Además, si se utilizan pistones de doble extremo (concepto de motor raro), entonces sería posible disparar 2 pistones al mismo tiempo.

Un número par de cilindros en un banco de un motor radial simplemente no funciona, simplemente por el hecho de que cada cilindro debe dispararse una vez cada dos rotaciones del motor, ya que solo hay una manivela, es imposible lograr una secuencia de encendido. eso funcionaria.

La secuencia de encendido en un motor de nueve cilindros es 1 3 5 7 9 2 4 6 8, lo que proporciona una producción uniforme de potencia.

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