В каждом цилиндре многоцилиндровых двигателей полностью происходит рабочий цикл (четырехтактный или двухтактный), рассмотренный в предыдущей главе.

Кривошипы объединены в одну деталь - коленчатый вал, устроенный так, что одноименные такты в разных цилиндрах чередуются в определенном порядке. Форма коленчатого вала выбирается такой, что она обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в отдельных цилиндрах и уравновешивание сил инерции, возникающих в кривошипно-шатунном механизме при работе двигателя.

Сила инерции - это сила, с которой всякое тело сопротивляется ускорению, т. е. изменению своей скорости в единицу времени. Под ускорением понимается как увеличение скорости (положительное ускорение), так и ее уменьшение (отрицательное ускорение). В первом случае ускорение направлено в ту же сторону, в которую совершается движение, а во втором - в сторону, противоположную движению. Сила же инерции всегда направлена в сторону, противоположную ускорению (положительному и отрицательному).

При подходе к мертвым точкам поршень движется с отрицательным ускорением (скорость уменьшается), и в мертвых точках скорость поршня будет равна нулю. Поэтому при подходе к верхней мертвой точке ускорение поршня будет направлено вниз, а сила инерции вверх, а при подходе к нижней мертвой точке, наоборот, ускорение будет направлено вверх, а сила инерции вниз. Поэтому сила инерции, возникающая вследствие неравномерного движения поршня и изменения направления его движения, стремится через шатун, коленчатый вал и коренные подшипники то прижать опоры картера двигателя к раме, то оторвать от нее.

При движении тела по кругу направление скорости тела меняется, несмотря на его стремление двигаться по инерции прямолинейно. Сила, заставляющая тело двигаться по кругу и направленная к центру круга, называется центростремительной. По закону равенства действия и противодействия при движении тела по кругу появляется сила противодействия, называемая центробежной силой. Она равна по величине центростремительной силе, но направлена в противоположную сторону, т.е. от центра вращения по радиусу к окружности, описываемой вращающимся телом.

Так, при подходе поезда к закруглению закраины колес паровоза и вагонов упираются в рельсы, которые, действуя с некоторой силой на колеса паровоза и вагонов, заставляют паровоз и вагоны отклониться от прямолинейного пути (центростремительная сила). С такой же силой, но направленной в противоположную сторону, закраины колес паровоза и вагонов действуют на рельсы, стремясь сдвинуть их вбок (центробежная сила).

Прохождение автомобилем закруглений (кривых) при повороте передних колес происходит также под действием центростремительной силы, которой является сила сцепления колес автомобиля с полотном дороги. Сила сцепления удерживает автомобиль на кривой данного радиуса, противодействуя его заносу под действием центробежной силы.

Во вращающихся массах кривошипно-шатунного механизма центростремительными силами являются молекулярные силы, т. е. силы сцепления частиц металла. Центробежные же силы, стремясь сместить вращающиеся массы в сторону от центра вращения, вызывают напряжения в любом сечении кривошипа и создают добавочную нагрузку на подшипники. При чрезмерно большой скорости вращения и недостаточной прочности материала возможен разрыв вращающихся тел.

А так как кривошип (кривошипы) в пределах каждого оборота все время меняет свое положение, центробежная сила будет стремиться периодически смещать коленчатый вал, а с ним и картер двигателя в разные стороны.

В результате действия сил инерции возникает вибрация двигателя, создается дополнительная нагрузка на детали двигателя и увеличиваются вследствие этого трение между ними, а следовательно, и износы.

Для того чтобы устранить вредное действие сил инерции, стремятся так расположить все движущиеся части, чтобы силы инерции, возникающие при работе двигателя, взаимно уравновешивались. Полностью уравновесить можно только двигатель с числом цилиндров не менее шести.

В многоцилиндровых двигателях одноименные такты чередуются в определенной последовательности, наиболее благоприятной для равномерной работы двигателя. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя.