Silniki tłokowe o spalaniu wewnętrznym/Podział silników ze względu na układ cylindrów/Rzędowy

Silnik rzędowy posiada cylindry ustawione w jednym rzędzie. Najczęściej wszystkie korbowody współpracują z jednym wałem korbowym.

Silniki dwusuwowe

Dwucylindrowy

W dwusuwowym silniku dwucylindrowym wykorbienia wału korbowego, z uwagi na równomierność rozkładu zapłonów, są przestawione o 180 stopni. W efekcie tłoki zawsze posiadają przeciwne do siebie zwroty.

Trzycylindrowy

W przypadku silników dwusuwowych z wstępnym sprężaniem w skrzyni korbowej nie stosuje się więcej niż trzech cylindrów w rzędzie. Wynika to z kłopotów z uszczelnieniem i składaniem wału korbowego. Wykorbienia są przestawione o 120 stopni.

Silniki czterosuwowe

Dwucylindrowy

Z uwagi na równomierność zapłonów stosuje się najczęściej przestawienie czopów o 360 stopni, czyli są one zwrócone w tym samym kierunku. Zgodny ruch tłoków powoduje nakładanie się na siebie sił bezwładności pierwszego rzędu i problemy z wyrównoważeniem silnika. Niektórzy producenci motocykli stosują, w celu poprawy wyrównoważenia, dodatkowe, przeciwnie skierowane do pozostałych wykorbienie, poruszające masą wyrównoważającą.

Obecnie stosuje się podparcie wału korbowego na trzech czopach, ale wcześniej popularny był także tzw. “układ angielski”. Znany właśnie z angielskich motocykli, a także z Fiata 126p, wał korbowy był podparty na dwóch łożyskach (panewkach) i posiadał tylko jedną przeciwwagę.

Trzycylindrowy

Wykorbienia są ułożone przestrzenie co 120 stopni. Siły bezwładności pierwszego rzędu są zrównoważone, w przeciwieństwie do momentów od sił bezwładności.

Czterocylindrowy

Najpopularniejszy układ silnika rzędowego ma szereg zalet:

• Tzw. płaski wał korbowy, z wykorbieniami przesuniętymi o 180 stopni. Nie wymaga skręcenia po odkuciu co jest konieczne w przypadku przestrzennych wałów korbowych silników trzy- pięcio- i sześciocylindrowych. Obniża to czas i koszty produkcji.

• Zrównoważone siły i momenty od sił bezwładności pierwszego rzędu. Niezrównoważone pozostają tylko siły drugiego rzędu, które mają jednak znacznie mniejszą wartość.

• Wymiary, pomimo iż większe niż w przypadku silników dwu- i trzycylindrowych, są wystarczająco małe, by móc stosować silnik czterocylindrowy w samochodach małolitrażowych i motocyklach.

W przypadku wyczynowych silników motocyklowych spotykane jest nierównomierne rozłożenie wykorbień, mające na celu pulsacyjne oddawanie momentu obrotowego na tylne koło i maksymalne wykorzystanie przyczepności toru. Z uwagi na nierównomierność pracy i hałaśliwość do silników tego typu przylgnęło określenie “Big Bang”.

Pięciocylindrowy

Powstał jako kompromis pomiędzy kompaktowym silnikiem czterocylindrowym a równomiernie pracującym i wydajnym silnikiem sześciocylindrowym. Głównym celem jego konstrukcji była chęć zmieszczenia jednostki napędowej poprzecznie do osi pojazdu. Silnik pięciocylindrowy ma wykorbienia wału rozmieszczone co 144 stopnie.

Sześciocylindrowy

Wykorbienia wału korbowego są rozmieszczone co 120 stopni. Skutkuje to wzajemnym znoszeniem się zarówno sił bezwładności pierwszego jak i drugiego rzędu, czyli niemalże idealnym wyrównoważeniem. Głównym problemem takich silników jest niedostateczna sztywność kadłuba i niska odporność długiego wału korbowego na skręcanie. Z uwagi na długość kadłuba i jego możliwe odkształcenia, czasami stosuje się głowice dzielone na dwie części po trzy cylindry.

Silniki tego typu znajdują głownie zastosowanie w samochodach klasy średniej lub wyższej, gdzie są montowane wzdłużnie. Wyjątek stanowi tu Volvo montując silniki poprzecznie. Silnik rzędowy w motocyklu stosuje BMW w modelach K1600.