вмт и нмт что это
Вмт и нмт что это
3. Основные понятия и определения
Основными параметрами двигателя считают ход поршня, рабочий объем цилиндров, объем камеры сгорания, полный объем цилиндра, степень сжатия, диаметр цилиндра и число цилиндров.
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчатого вала.
Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала.
В мертвых точках поршень меняет направление движения, и его скорость равна 0.
Ход поршня (S) (рис. 2) — расстояние между мертвыми точками, проходимое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на 180° (пол-оборота).
Такт — часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.
Рабочий объем цилиндра (Vh) — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ.
Объем камеры сгорания (Vc) — объем пространства над поршнем, находящимся в ВМТ.
Полный объем цилиндра (Va) — объем пространства над поршнем, находящимся в НМТ:
Рабочий объем двигателя (литраж) — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя (л или см 3 ).
Степень сжатия ε — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания:
Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре двигателя при ходе поршня из НМТ в ВМТ. При повышении степени сжатия увеличивается мощность двигателя и его экономичность. Однако повышение степени сжатия ограничено качеством применяемого топлива, оно также увеличивает нагрузки на детали двигателя.
Степень сжатия для карбюраторных двигателей современных легковых автомобилей составляет 8 ÷ 10, а для дизелей — 15 ÷ 22. При таких степенях сжатия в бензиновых двигателях не происходит самовоспламенения смеси, а в дизелях, наоборот, обеспечивается самовоспламенение смеси.
Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi
Онлайн конвертер чтоб перевести давление в мегапаскалях (мПа) на килограммы (кгс см2), бар, фунт силы (psi) и атмосферы
Верхняя мёртвая точка (она же ВМТ) — это наивысшая точка, в которой поршень может находиться относительно оси коленвала. Но так как двигатели могут иметь разную конструкцию и расположение, самым корректным будет определение, что ВМТ это “положение поршня, в котором любая его точка находится на максимальном расстоянии от оси вращения коленчатого вала”.
Проходя рабочий цикл поршень дважды попадает в ВМТ — в конце тактов сжатия и выпуска. По умолчанию за ВМТ принимается положение поршня в конце такта сжатия.
Рабочий цикл поршня
Зачем нужна ВМТ
Чтобы двигатель работал правильно, все его детали должны работать относительно друг друга в определенной последовательности. Когда поршень в первом цилиндре выставляют в ВМТ, клапаны этого цилиндра в этот момент закрыты. Именно таким образом все фазы газораспределения выставлены правильно.
Установка поршня в ВМТ — основная процедура для большинства работ по ремонту и настройке двигателей.
Когда нужно определять
Установка поршня цилиндра в ВМТ используется при процедуре определения угла опережения зажигания, замене ремня и/или шкивов ГРМ, регулировке зазора в механизме привода клапанов.
Также она необходима при регулировке фаз газораспределения (углов открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, углов опережения подачи, углов открытия пусковых клапанов и золотников управления пуском).
Эта процедура обязательно проводится при ремонтах двигателя с его разборкой (например, при капитальном ремонте).
Как определяется ВМТ
По умолчанию установка ВМТ производится для поршня первого цилиндра. Для этого используются метки на корпусе двигателя и метки на шкивах коленчатого и распределительного валов. Также есть метки ВМТ на маховике, а в дизельном двигателе часто и на ТНВД. Если метки не совпадают, то нужно аккуратно прокрутить коленвал ключом по часовой стрелке.
Метка для выставления ВМТ на маховике
Метка для ВМТ на шкиве распредвала
Что будет если ВМТ установлена неправильно
Когда поршень первого цилиндра правильно установлен в ВМТ такта сжатия, клапаны этого цилиндра полностью закрыты. В это время второй и третий цилиндры находятся в НМТ (нижней мертвой точке), а их клапаны полностью открыты.
Поэтому если установить ВМТ неправильно, то нарушатся фазы газораспределения и двигатель будет работать неправильно. При сильном нарушении машина не будет заводиться. Если поршень установлен с небольшим отклонением от ВМТ, то двигатель будет работать нестабильно: уменьшается его мощность, появляются стуки, вибрация, повышенный расход топлива, ускоренный износ элементов цилиндро-поршневой группы и слабая реакция на педаль газа.
Как выставить ВМТ
Проверка ВМТ первого цилиндра компрессометром
Установка поршня в ВМТ происходит по меткам. 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.
Для того, чтобы убедиться в том, что поршень установлен в верхней мертвой точке именно на такте сжатия, нужно вывернуть свечу и вставить туда компрессометр. Повышение давления укажет на такт сжатия. Если метки совпали, а давление не растет, значит поршень находится в конце такта выпуска и нужно аккуратно вручную провернуть коленвал еще на полный оборот в 360°. Если нет возможности использовать компрессометр, то можно использовать любой тупой предмет, который перекроет свечное отверстие и позволит услышать шипение выходящего воздуха.
Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Для того, чтобы понять принцип работы ГРМ, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении. Давайте разберемся со всем более подробно:
В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.
Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.
Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.
Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Е сли д вигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
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.
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.
Четвертый такт работы 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.
Газораспределительный механизм
Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.
Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.
Принцип работы ГРМ
Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.
Устройство КШМ
Поршень
Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.
В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.
Вмт и нмт что это
нижняя мертвая точка
в поршневых двигателях
Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. — М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. — 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.
Нефтекамский машиностроительный техникум
Башкирия, образование, техн.
национальный молодёжный театр
например: НМТ республики Башкортостан имени Мустая Карима
Новороссийский мазутный терминал
Краснодарский край, морск., энерг.
Новосибирский монтажный техникум
г. Новосибирск, образование и наука, техн.
«Народный мобильный телефон»
Москва, организация, связь
«Новые материалы и технологии»
нормальная масса тела
Полезное
Смотреть что такое «НМТ» в других словарях:
НМТ — НМТ многозначная аббревиатура: НМТ Национальный молодёжный театр Национальный молодёжный театр республики Башкортостан имени Мустая Карима НМТ нефтематеринская толща или нефтепроизводящая свита[1] НМТ конференция «Новые… … Википедия
НМТ — нижняя мёртвая точка … Словарь сокращений русского языка
Недетерминированная машина Тьюринга — Машина Тьюринга Варианты машин Универсальная машина Тьюринга Квантовая машина Тьюринга en:Read only Turing machine en:Read only right moving Turing Machines Вероятностная машина Тьюринга Недетер … Википедия
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической и … Википедия
Четырехтактный двигатель — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия
Четырёхтактный мотор — Бензиновые двигатели это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило,… … Википедия
Клиентинговая система \»Бон-карта\ — Клиентинговая система «Бон карта»™, КС «Бон карта»™ система долговременных взаимоотношений между Клиентами, Партнерами, Банками партнерами, Эмитентами бон карт и Оператором, обеспечивающая привлечение новых и удержание постоянных Клиентов… … Википедия
Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия
Степень сжатия (двигателестроение) — У этого термина существуют и другие значения, см. сжатие. Степень сжатия отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму надпоршневого пространства… … Википедия
Степень сжатия — У этого термина существуют и другие значения, см. сжатие. Степень сжатия отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму… … Википедия
Основные понятия и определения
Дисциплина «Введение в специальность».
Раздел 1. Введение. Роль ПДВС в современном мире.
Техника. Значение техники. Создание новой техники. ПДВС. Значение ПДВС. Обзор применений ДВС.
Требования, предъявляемые к современным ПДВС. Показатели назначения, надежности, технологичности, экологические, эргономические, экономические, патентно-правовые, унификации, безопасности, эстетические.
Раздел 2. Работа ПДВС.
Рабочие циклы и способы их осуществления. Понятия характерных объемов рабочей камеры, мертвые точки, степень сжатия, ход поршня, такт, процесс, рабочий процесс, индикаторная диаграмма, диаграмма фаз газораспределения. Процессы газообмена, топливоподачи, смесеобразования, сгорания. Теплообмен и тепловой баланс.
Двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. Двигатели с принудительным воспламенением и дизели. Двигатели четырехтактные и двухтактные.
Раздел 3. Показатели ПДВС.
Индикаторные показатели, эффективные показатели, экологические показатели, показатели совершенства конструкции. Режимы работы и характеристики ПДВС.
Раздел 4. Топлива, смазочные материалы и охлаждающие жидкости.
Раздел 5. Устройство ПДВС.
Основные системы и механизмы ПДВС. Силы в ПДВС.
Корпус, кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, привод вспомогательных агрегатов. Компоновки двигателей. Уравновешивание ПДВС.
Раздел 6. Системы ПДВС.
Системы впуска и выпуска. Системы питания двигателей. Системы питания карбюраторных двигателей. Системы питания бензиновых двигателей с впрыском топлива. Системы питания дизелей. Системы питания газовых двигателей. Системы охлаждения, смазки, зажигания, пуска, шумоглушения, нейтрализации токсичных выбросов.
1. Орлин А.С., Круглов М.Г. «Двигатели внутреннего сгорания», т. 1 «Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей». Библиотека УГАТУ.
2. Материалы к внеурочному зачету.
Дисциплина «Введение в специальность».
Материалы к зачету.
Классификация поршневых ДВС.
Двигатель – машина для преобразования энергии в работу. Механическая работа это произведение силы на перемещение.
Тепловой двигатель – двигатель, преобразовывающий теплоту в работу.
Двигатель объемного действия – тепловой двигатель, в котором сила, действующая на перемещающуюся поверхность, возникает в ограниченном изменяющемся объеме в результате подвода теплоты (работа возникает вследствие изменения объема: действие сил перемещает подвижные поверхности).
Двигатель динамического действия – тепловой двигатель, в котором сила, действующая на перемещающуюся поверхность, возникает в результате взаимодействия с этой поверхностью высокоскоростного потока, вызванного подводом теплоты (не объемный, сила перемещает поверхности или сам двигатель без изменения объема рабочей камеры)
Двигатель с внешним подводом теплоты – тепловой двигатель, в котором теплота подводится к рабочему телу через поверхность, ограничивающую это тело (извне).
Двигатель с внутренним подводом теплоты – тепловой двигатель, в котором теплота подводится непосредственно к рабочему телу (изнутри).
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – тепловой двигатель, в котором подвод теплоты к рабочему телу осуществляется посредством горения рабочего тела, а работа производится в процессе расширения продуктов сгорания. Термин тождествен термину “поршневой двигатель внутреннего сгорания”, если отсутствует уточнение, что двигатель является роторным, реактивным или комбинированным.
Поршневой ДВС (ПДВС) – ДВС объемного действия, в котором теплота преобразуется в работу силы, приложенной к возвратно-поступательно перемещающейся поверхности (поршню).
Реактивный двигатель – тепловой двигатель, в котором теплота преобразуется в работу силы, приложенной к поступательно перемещающейся поверхности.
Роторный двигатель – тепловой двигатель, в котором теплота преобразуется в работу силы, приложенной к вращательно перемещающейся поверхности.
Комбинированный ДВС – тепловой двигатель, в котором осуществляется какая-либо комбинация принципов работы поршневого, роторного и реактивного двигателей.
Показатели качества ДВС.
Показатели качества двигателя – количественная характеристика одного или нескольких свойств двигателя, определяющих его качество.
Показатели назначения двигателя – показатели, характеризующие возможность эффективного использования двигателя по назначению:
а) классификационные показатели (частота вращения, мощность и др.),
б) показатели функциональной эффективности (удельные расходы топлива и масла и др.),
в) конструктивные показатели двигателя (габаритные размеры, удельные мощность и масса и др.).
Показатели надежности двигателя – показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости двигателя, характеризующие его способность выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение заданного периода времени.
Показатели технологичности двигателя – показатели двигателя, характеризующие его приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте.
Показатели унификации двигателя – показатели двигателя, характеризующие его насыщенность стандартными и унифицированными для данного ряда двигателей и оригинальными деталями и узлами.
Показатели транспортабельности двигателя – показатели двигателя, характеризующие возможность его транспортирования конкретным видом транспорта.
Экологические показатели двигателя – показатели двигателя (дымность отработавших газов, токсичность выбросов, шум, вибрации и т.д.), характеризующие его опасность для людей и окружающей среды.
Эргономические показатели двигателя – показатели двигателя (управляемость, обслуживаемость, осваиваемость и обитаемость), характеризующие его взаимодействие с человеком и окружающей средой.
Эстетические показатели двигателя – показатели двигателя, характеризующие его информационную выразительность, художественную целостность, стабильность товарного вида.
Патентно-правовые показатели двигателя – показатели патентной защиты и патентной чистоты двигателя, характеризующие возможность его беспрепятственной реализации в стране-производителе, в странах предполагаемого экспорта или продажи лицензий.
Показатели безопасности двигателя – показатели двигателя, характеризующие его способность не допускать таких изменений своих состояний и свойств, а также не вызывать изменений состояний и свойств других, связанных с ним объектов, которые были бы опасны для людей и окружающей среды.
Основные понятия и определения.
Положения кривошипно-шатунного механизма (КШМ), при которых ось шатуна лежит в плоскости кривошипа (угол поворота коленчатого вала (ПКВ) j = 0 о и j = 180 о ) называются мертвыми точками, так как при этих положениях сила, приложенная к поршню, не может вызвать вращательного движения коленвала. В зависимости от положения поршня различают верхнюю и нижнюю мертвые точки (крайние положения поршня).
Такт – движение поршня от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки или наоборот. Расстояние при перемещении поршня из одного крайнего в другое называется ходом поршня S (рис. 1) и соответствует половине оборота коленвала.
При перемещении поршня объем внутренней полости цилиндра меняется. Характерными объемами при этом принимаются следующие:
Vc – объем камеры сгорания, соответствующий положению поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) (рис. 1);
Va – полный объем цилиндра, соответствующий положению поршня в нижней мертвой точке (НМТ);
Vh – объем, описываемый поршнем между мертвыми точками, называемый рабочим объемом (на рис. 1 обозначен как Vp). Рабочий объем цилиндра можно получить, зная диаметр цилиндра D по формуле:
.
Рис. 1. Основные объемы ДВС.
Все три характерных объема связаны между собой уравнением:
Отношение полного объема Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия:
.
Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра над поршнем, то есть сжимается заряд в цилиндре, при перемещении поршня из НМТ в ВМТ.
Последовательные состояния рабочего тела внутри цилиндра можно изобразить на диаграмме в координатах P-V, называемой индикаторной диаграммой, которая может быть свернутой (рис. 2) или развернутой (рис. 3).
 |  |
| Рис. 2. Свернутая индикаторная диаграмма. | Рис. 3. Развернутая индикаторная диаграмма. |
На индикаторной диаграмме ординаты в определенном масштабе показывают значения давления газов в цилиндре Р, а абсциссы – ход поршня и соответствующий ему объем V. На развернутой диаграмме на оси абсцисс откладывается угол поворота коленчатого вала (ПКВ). Горизонтальная пунктирная линия, нанесенная на диаграмме, соответствует давлению во впускном трубопроводе. Вертикальными линиями отмечены крайние точки положения поршня (ВМТ и НМТ).
Рабочий цикл может быть осуществлен за четыре или за два такта, соответственно и ДВС называются четырехтактными и двухтактными.
Четырехтактный цикл.
В четырехтактном двигателе имеются такты впуска, сжатия, расширения (рабочий ход), выпуска (рис. 4).
Рис. 4. Четырехтактный цикл ДВС.
Впуск. В начале первого такта поршень находится вблизи ВМТ, впускной клапан открыт. При движении поршня к НМТ объем цилиндра увеличивается, в нем возникает разрежение, свежий заряд всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан. Впускной клапан закрывается с запаздыванием на несколько десятков градусов после НМТ для улучшения наполнения.
Сжатие. При движении поршня к ВМТ происходит сжатие поступившего в цилиндр свежего заряда. Давление и температура заряда при этом возрастают. Во время этого такта завершается зарядка цилиндра, происходит сжатие заряда, в конце такта заряд воспламеняется (от искры или от сжатия) и начинается сгорание топлива.
Расширение (рабочий ход). При ходе поршня от ВМТ к НМТ в процессе сгорания топлива давление и температура газов повышаются. Под действием давления газов происходит перемещение поршня к НМТ и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу, поэтому третий такт называют рабочим ходом.
Выпуск. Во время процесса выпуска происходит очистка цилиндра от отработавших газов. Выпуск начинается на такте расширения с открытием выпускного клапана до прихода поршня в НМТ. Это существенно снижает давление и количество отработавших газов в цилиндре, уменьшая сопротивление движению поршня во время такта выпуска и улучшая очистку цилиндра. Затем, при движении поршня от НМТ к ВМТ, отработавшие газы вытесняются поршнем из цилиндра. Также, для улучшения очистки и наполнения цилиндра выпускной клапан закрывается не в конце такта выпуска, а после ВМТ, то есть в начале первого такта. По этой же причине впускной клапан открывается с некоторым опережением, до прихода поршня в ВМТ. В результате этого возникает перекрытие клапанов – одновременное открытие впускных и выпускных клапанов.
Для наглядности используют круговую (рис. 5, а) и спиральную (рис. 5, б) диаграммы фаз газораспределения.
 |
| Рис. 5. Диаграммы фаз газораспределения четырехтактного ДВС. |
Только такт расширения является рабочим, остальные три такта совершаются за счет кинетической энергии коленчатого вала с маховиком и работы других цилиндров.
Двухтактный цикл.
Четырехтактный двигатель примерно половину времени работает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения). Вторую половину времени двигатель работает как воздушный компрессор (такты впуска и выпуска).
В двухтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за один оборот вала. Газообмен (процессы впуска и выпуска) в цилиндрах таких двигателей происходит вблизи НМТ. При этом очистка цилиндра от отработавших газов осуществляется не поршнем, а предварительно сжатым в специальном компрессоре воздухом или горючей смесью. В малоразмерных ДВС в качестве компрессора используется внутренняя полость картера (кривошипная камера).
Первый такт. Во время такта, начинающегося в ВМТ (рис. 6), происходит сгорание топлива в цилиндре, над поршнем. Давление и температура газов повышаются. Под действием давления газов происходит перемещение поршня к НМТ и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу. Одновременно, под поршнем, завершается процесс впуска свежего заряда в кривошипную камеру через впускное окно. Этот процесс завершится, когда поршень при своем движении к НМТ закроет впускное окно.
При приближении поршня к НМТ открывается (поршнем) выпускное окно, расположенное на стенке цилиндра, и газы вытекают из цилиндра, т.к. давление в нем к моменту открытия выпускного окна выше атмосферного. По мере истечения отработавших газов давление в цилиндре падает до атмосферного. При дальнейшем движении поршня к НМТ открывается перепускное окно, расположенное также на стенке цилиндра ниже выпускного, и свежий заряд (воздух или топливовоздушная смесь) поступает из кривошипной камеры в цилиндр двигателя. Свежий заряд вытесняет отработавшие газы из цилиндра и заполняет его. Этот процесс называется продувкой.
Второй такт. В начале такта, вблизи НМТ, происходит завершение продувки и наполнения цилиндра свежим зарядом, поступающим из кривошипной камеры. При своем движении вверх поршень последовательно закрывает перепускное и выпускное окна и сжимает свежий заряд. В конце такта заряд воспламеняется (от искры или от сжатия) и начинается сгорание топлива.
Одновременно, в течение этого такта, поршень открывает впускное окно, расположенное на стенке цилиндра и сообщающее кривошипную камеру с атмосферой. Вследствие того, что в процессе движения поршня вверх объем кривошипной камеры увеличивается, к моменту открытия впускного окна давление в ней падает ниже атмосферного, и свежий заряд поступает в кривошипную камеру. Этот заряд будет вытеснен поршнем в цилиндр двигателя через перепускное окно в течение следующего такта, когда поршень пойдет вниз от ВМТ к НМТ и закроет впускное окно.
На рис. 7 показана примерная диаграмма фаз газораспределения двухтактного двигателя.
Рис. 6. Двухтактный цикл ДВС
Рис. 7. Круговая диаграмма фаз газораспределения двухтактного ДВС
При прочих равных условиях мощность двухтактного двигателя должна быть в 2 раза выше (рабочий ход совершается в 2 раза чаще), чем у четырехтактных ДВС, однако на самом деле она больше в 1,5-1,7 раз, главным образом из-за невысокого качества газообмена. Этим же обусловлен и другой недостаток двухтактных ДВС – низкая экономичность.
Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 228 ; Мы поможем в написании вашей работы!