12.Принцип работы двигателя. Основные определения. Вмт, нмт, ход
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ.
Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и их давление. Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы расширятся, совершая полезную работу. Работа, производимая расширяющимися газами, посредством кривошипно-шатунного механизма передается коленчатому валу, а от него на трансмиссию и колеса автомобиля.
Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан 15 и топлива через форсунку 16 или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан 17. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.
Такт впуска — Впускается топливо-воздушная смесь
Такт сжатия — Смесь сжимается и поджигается
Такт расширения — Смесь сгорает и толкает поршень вниз
Такт выпуска — Продукты горения выпускаются
Принцип действия. Сгорание топлива происходит в камере сгорания, которая расположена внутри цилиндра двигателя, куда жидкое топливо вводится в смеси с воздухом или раздельно. Тепловая энергия, полученная при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу. Продукты сгорания удаляются из цилиндра, а на их место всасывается новая порция топлива. Совокупность процессов, происходящих в цилиндре от впуска заряда (рабочей смеси или воздуха) до выпуска отработанных газов, составляет действительный или рабочий цикл двигателя.
Основные понятия и термины. Мертвые точки — это крайние положения, занимаемые поршнем при его движении. Наиболее отдаленное положение поршня от оси коленчатого вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ), наиболее близкое положение — нижней мертвой точкой (НМТ).
Ход поршня — это расстояние между крайними положениями поршня, равное двойному радиусу кривошипа.
Рабочий объем цилиндр — это объем, освобождаемый в цилиндре при перемещении поршня от ВМТ до НМТ.
Объем камеры сжатия — это объем пространства, образуемого над поршнем при положении его в ВМТ.
Полный объем цилиндра — это сумма рабочего объема и объема камеры сжатия.
Степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры с
Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.
Второй такт— такт сжатия Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.
Третий такт— рабочий ход Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля. После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии. Четвертый такт — такт выпуска
Четвертый тактработы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси. После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.
Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания
Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания
В данной статье разберем устройство и теорию двигателей внутреннего сгорания, рассмотрим из чего они состоят и как работают. Вы найдете основные понятия и термины, описывается конструкция и работа двигателя.
- по способу приготовления горючей смеси — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные, газовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизели),
- по роду применяемого топлива — бензиновые (работающие на бензине), газовые (на горючем газе) и дизели (работающие на дизельном топливе),
- по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением,
- расположению цилиндров — рядные и V-образные,
- по способу воспламенения горючей (рабочей) смеси—с принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и инжекторные двигатели) или с самовоспламенением от сжатия (дизели).
Дизельные — это двигатели, работающие на дизельном топливе с воспламенением от сжатия. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.
Газовые — это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от бензиновых и мы не будем их рассматривать. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую изучить статью Газобаллонное оборудование. Схема ГБО.
- кривошипно-шатунный механизм,
- газораспределительный механизм,
- система питания (топливная),
- система выпуска отработавших газов,
- система зажигания,
- система охлаждения,
- система смазки.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый двигатель и разберемся с его устройством и работой. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.
Одна из основных деталей двигателя — цилиндр 6, в котором находится поршень 7, соединенный через шатун 9 с коленчатым валом 12. При перемещении поршня в цилиндре вверх и вниз его прямолинейное движение шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.
На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой, в которой находятся впускной 5 и выпускной клапаны, закрывающие соответствующие каналы.
Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 15. Распределительный вал приводится во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения.
Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.
Понятия и термины при работе двигателя
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это крайнее верхнее положение поршня.
Нижняя мертвая точка (НМТ) — это крайнее нижнее положение поршня.
Ход поршня — это расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на полоборота.
Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.
Рабочий объем цилиндра — это пространство, освобождаемое поршнем при перемещение его из ВМТ в НМТ.
Рабочий объем двигателя — это сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л.) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших — в литрах.
Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема.
Степень сжатия — это число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. В бензиновых двигателях степень сжатия бывает от 8 до 12, а в дизелях — от 14 до 18. Степень сжатия не стоит путать с компрессией, т.к. это два разных понятия.
Такт — процесс (часть цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, у которого рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным.
Как работает двигатель внутреннего сгорания
При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания поршень совместно с верхней головкой шатуна движется в цилиндре поступательно (вверх – вниз), при этом коленчатый вал совместно с нижней головкой шатуна совершает вращательные движения. У подавляющего большинства двигателей, если смотреть на двигатель со стороны шкива, вращение коленчатого вала осуществляется по часовой стрелке. За один оборот коленчатого вала (360°) поршень в цилиндре совершает два хода (один ход вверх и один вниз).
При постоянной скорости вращения коленчатого вала двигателя, поршень в цилиндре движется с ускорением – замедлением. Наименьшие скорости движения поршня будут наблюдаться при его «крайних» положениях в цилиндре — в верхней (ВМТ) и нижней части (НМТ). В верхней и нижней части цилиндра поршень «вынужден» сделать остановку, чтобы поменять направление движения.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя: а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход, г) выпуск.
Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Подробнее в статье Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя.
Что такое нижняя мертвая точка?
Что такое верхняя мертвая точка и нижняя мертвая точка?
мёртвая точка — крайнее положение поршня работающей поршневой машины, при котором его скорость равна нулю. Верхняя мёртвая точка соответствует наибольшему удалению поршня от коленчатого вала, нижняя наименьшему.
Что такое нижняя мертвая точка Нмт?
Нижняя мертвая точка (НМТ) — это крайнее нижнее положение поршня. Ход поршня — это расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на пол оборота. Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.
Что значит на мертвой точке?
Под «мертвой точкой» механики разумеют такое положение частей машины, при котором она как бы застывает на миг в неподвижности: силы, действующие с противоположных сторон, уравновешиваются.
Что означает Верхняя мертвая точка?
Ве́рхняя мёртвая то́чка (ВМТ) — положение поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (условно начальное положение коленчатого вала, ноль градусов поворота кривошипа).
Что такое мертвая точка Физическая культура?
Мёртвая то́чка — (биомед.) состояние организма при интенсивном выполнении физической нагрузки. Оно возникает через несколько минут после начала напряженной мышечной работы. . Поэтому состояние, сменяющее «мёртвую точку», называют «вторым дыханием».
Как можно узнать что поршень в верхней мертвой точке?
Медленно проворачиваем коленвал, только по часовой стрелке и только за болт крепления коленвала. Когда метка на шкиве коленвала совпадет с меткой на задней крышке ремня привода распредвала, а метка на шкиве распредвала совпадет с меткой на корпусе блока цилиндров, поршень находится в ВМТ.
Как сдвинуться с мертвой точки?
- Вначале обязательно отдохните
- Ставьте не долгосрочные большие цели, а промежуточные краткосрочные подцели
- Не забывайте о конкурентах
- Накапливайте новую информацию и отрабатывайте новые навыки
- Помните… об удовольствиях
Как называется объем над поршнем находящимся в нижней мертвой точке?
За каждый ход поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота (180°). Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом. Объем над поршнем, находящимся в ВМТ, называется объемом Vc камеры сгорания.
Что такое ход поршня с мертвыми точками?
Ход поршня — это расстояние между верхней и нижней мертвыми точками поршня. Он определяется радиусом кривошипа коленчатого вала. . Ход поршня и объемы цилиндра двигателя: а — а положение поршня в нижней мертвой точке; б — положение поршня в верхней мертвой точке.
Как точно определить Вмт?
Чтобы найти ВМТ без меток, нужно установить поршень на одну и туже высоту при левом повороте колена, а потом при правом. Затем делают две отметины на маховике, соответствующие левому и правому положениям. Потом на маховике находят середину между этими метками. Это и будет ВМТ.
Как выставить верхнюю мёртвую точку?
Придерживайте большим пальцем первое отверстие цилиндра свечи зажигания. Поверните двигатель (см примечание ниже), пока не почувствуете давление на большой палец. Это действует такт сжатия. ВМТ находится в верхней части этого поршня.
Как называются точки в которых скорость поршня равна нулю?
МЕРТВАЯ ТОЧКА — крайнее положение поршня работающей поршневой машины, при котором его скорость равна нулю.
Как определить Вмт и Нмт?
При этом поршень проверяемого цилиндра устанавливается в ВМТ. Для того, чтобы определить НМТ, необходимо из точки С, т. е ВМТ, замерить окружность маховика и поделить это расстоянии пополам. Затем полученное расстояние отложить от точки С (ВМТ) по окружности маховика, тем самым отметив НМТ.
Как выставить Вмт на дизеле?
На дизельных двигателях (на большинстве) метка «ВМТ» нанесена на маховик, и он проградуирован (от 0-360 градусов). На блоке двигателя есть соответствующая риска. Прокручивая двигатель по ходу его вращения, совмещаем метку «ВМТ» на маховике с риской на блоке двигателя.
Что такое Вмт такта сжатия?
Поршень 4-го цилиндра в верхнюю мертвую точку (ВМТ) такта сжатия устанавливают для того, чтобы при проведении работ, связанных со снятием цепи привода распределительного вала, не нарушалась установка фаз газораспределения. При нарушении фаз газораспределения двигатель не будет нормально работать.
Что такое нижняя мертвая точка?
Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала.
Что такое верхняя мертвая точка и нижняя мертвая точка?
Мёртвая точка . Существуют две мёртвые точки: Верхняя мёртвая точка — положение поршня в цилиндре, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (обычно верхнее положение поршня связанного в вертикальном кривошипно-ползунковым механизмом (КПМ)).
Что значит на мертвой точке?
неподвижное, бездействующее состояние (разг.). Дела его на мертвой точке.
Что такое мертвая точка Физическая культура?
«МЕРТВАЯ ТОЧКА» — состояние острого утомления организма спортсмена в начальном периоде интенсивной физич. работы. Наблюдается во время бега на средние и длинные дистанции; в плавании, гребле, гонках на лыжах и на велосипеде, в беге на коньках, в борьбе и др.
Как сдвинуться с мертвой точки?
- Вначале обязательно отдохните
- Ставьте не долгосрочные большие цели, а промежуточные краткосрочные подцели
- Не забывайте о конкурентах
- Накапливайте новую информацию и отрабатывайте новые навыки
- Помните… об удовольствиях
Как поршень выходит из мертвых точек?
При вращении коленчатого вала происходит возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. За один оборот коленчатого вала поршень совершает по одному ходу вниз и вверх. Изменение направления движения поршня происходит в мертвых точках — верхней (ВМТ) и нижней (НМТ).
Как можно узнать что поршень в верхней мертвой точке?
Чтобы найти ВМТ без меток, нужно установить поршень на одну и туже высоту при левом повороте колена, а потом при правом. Затем делают две отметины на маховике, соответствующие левому и правому положениям. Потом на маховике находят середину между этими метками. Это и будет ВМТ.
Что называется верхней мертвой точкой?
Ве́рхняя мёртвая то́чка (ВМТ) — положение поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (условно начальное положение коленчатого вала, ноль градусов поворота кривошипа).
Как проверить верхнюю мертвую точку?
Если необходимо определить верхнюю мертвую точку для установки распределителя, то установите поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку в такте сжатия, затем выставьте метки зажигания. Верхняя мертвая точка поршня – это точка, через которую проходит каждый поршень при проворачивании коленчатого вала.
Что значит фразеологизм сдвинуть с мертвой точки?
«Сдвинуть с мертвой точки» — придать чему-либо подвижность, стронуть с места, преодолеть застой. Пример: «Казалось бы, радоваться надо — дело сдвинулось с мертвой точки, но заведующего реставрационным отделом не устраивала бригада, собранная из неквалифицированных с строительных рабочих» (Н. Дашкевич).
Как найти мёртвую точку?
Придерживайте большим пальцем первое отверстие цилиндра свечи зажигания. Поверните двигатель (см примечание ниже), пока не почувствуете давление на большой палец. Это действует такт сжатия. ВМТ находится в верхней части этого поршня.
Как называются крайние положения поршня в цилиндре двс?
Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре. Такие двигатели называют четырёхтактными, т. . поршень всасывает горючую смесь. 2 такт (сжатие) — при такте сжатия поршень от нижней мёртвой точки перемещается к верхней мёртвой точке.
Как работает второе дыхание?
Второе дыхание — феномен, наблюдающийся в аэробных видах спорта и сходных ситуациях, когда после утомления организма от физической нагрузки продолжение усилий неожиданно приводит к тому, что спортсмен перестаёт задыхаться и чувствует себя лучше.
Как называются точки в которых скорость поршня равна нулю?
МЕРТВАЯ ТОЧКА — крайнее положение поршня работающей поршневой машины, при котором его скорость равна нулю.
Какое высказывание о роли физической культуры в укреплении и сохранении здоровья сформулировано неверно?
Вопрос: Какое высказывание о роли физической культуры в укреплении и сохранении здоровья сформулировано неверно? Ответ: физические упражнения не способствуют продлению творческой активности человека.