Что такое мертвая точка поршневого двигателя

Набор ключей комбинированных трещоточных шарнирных 8 шт.

Набор ключей комбинированных 9 шт.

H Н О В И Н К А H

Обновленный каталог 2018 Airline

• Главная
• Новости
• Как работает поршневой двигатель внутреннего сгорания?

Как работает поршневой двигатель внутреннего сгорания?

Как функционирует и из чего состоит?

Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет сложное строение и состоит из:

• Корпуса, включающего в себя блок цилиндров, головку блока цилиндров;
• Газораспределительного механизма;
• Кривошипно-шатунного механизма (далее КШМ);
• Ряда вспомогательных систем.

КШМ является связующим звеном между энергией выделяемой при сгорании топливо-воздушной смеси (далее ТВС) в цилиндре и коленвалом, обеспечивающим движение автомобиля. Газораспределительная система отвечает за газообмен в процессе функционирования агрегата: доступ атмосферного кислорода и ТВС в двигатель, и своевременное выведение газов, образовавшихся во время горения.

Вспомогательные системы представлены:

• Впускной, обеспечивающей поступление кислорода в двигатель;
• Топливной, представленной системой впрыска топлива;
• Зажигание, обеспечивающее искру и воспламенение ТВС для двигателей, работающих на бензине (дизельные двигатели отличаются самовоспламенением смеси от высокой температуры);
• Системой смазки, обеспечивающую уменьшение трения и износа соприкасающихся металлических деталей с помощью машинного масла;
• Системой охлаждения, которая не допускает перегрева рабочих деталей двигателя, обеспечивая циркуляцию специальных жидкостей типа тосол;
• Выпускной системой, обеспечивающей выведение газов в соответствующий механизм, состоящей из выпускных клапанов;
• Системой управления, обеспечивающей наблюдение за функционирование ДВС на уровне электроники.

Основным рабочим элементом в описываемом узле считается поршень двигателя внутреннего сгорания, который и сам является сборной деталью.

Пошаговая схема функционирования

Работа ДВС основывается на энергии расширяющихся газов. Они являются результатом сгорания ТВС внутри механизма. Это физический процесс принуждает поршень к движению в цилиндре. Топливом в этом случае могут служить:

• Жидкости (бензин, ДТ);
• Газы;
• Монооксид углерода как результат сжигания твердого топлива.

Работа двигателя — это непрерывный замкнутый цикл, состоящий из определенного количества тактов. Наиболее распространены ДВС двух видов, различающихся количеством тактов:

1. Двухтактные, производящие сжатие и рабочий ход;
2. Четырехтактные – характеризуются четырьмя одинаковыми по продолжительности этапами: впуск, сжатие, рабочий ход, и завершающий – выпуск, это свидетельствует о четырехкратном изменении положения основного рабочего элемента.

Начало такта определяется расположением поршня непосредственно в цилиндре:

• Верхняя мертвая точка (далее ВМТ);
• Нижняя мертвая точка (далее НМТ).

Изучая алгоритм работы четырехтактного образца можно досконально понять принцип работы двигателя автомобиля.

Впуск происходит путем прохождения из верхней мёртвой точки через всю полость цилиндра рабочего поршня с одновременным втягиванием ТВС. Основываясь на конструкционных особенностях, смешивание входящих газов может происходить:

• В коллекторе впускной системы, это актуально, если двигатель бензиновый с распределенным или центральным впрыском;
• В камере сгорания, если речь идет о дизельном двигателе, а также двигателе, работающем на бензине, но с непосредственным впрыском.

Первый такт проходит с открытыми клапанами впуска газораспределительного механизма. Количество клапанов впуска и выпуска, время их пребывания в открытом положении, их размер и состояние износа являются факторами, влияющими на мощность двигателя. Поршень на начальном этапе сжатия размещён в НМТ. Впоследствии он начинает перемещаться вверх и сжимать накопившуюся ТВС до размеров, определенных камерой сгорания. Камера сгорания – это свободное пространство в цилиндре, остающееся между его верхом и поршнем в верхней мертвой точке.

Второй такт предполагает закрытие всех клапанов двигателя. Плотность их прилегания напрямую влияет на качество сжатия ТВС и ее последующее возгорание. Также на качество сжатия ТВС оказывает большое влияние уровень износа комплектующих двигателя. Она выражается в размерах пространства между поршнем и цилиндром, в плотности прилегания клапанов. Уровень компрессии двигателя является главным фактором, оказывающим влияние на его мощность. Он измеряется специальным прибором компрессометром.

Рабочий ход начинается когда к процессу подключается система зажигания, генерирующая искру. Поршень при этом находится в максимальной верхней позиции. Смесь взрывается, выделяются газы, создающие повышенное давление, и поршень приводится в движение. Кривошипно-шатунного механизм в свою очередь активирует вращение коленвала, обеспечивающего движение автомобиль. Все клапаны систем в это время находятся в закрытом положении.

Выпускной такт является завершающим в рассматриваемом цикле. Все выпускные клапаны находятся в открытом положении, давая возможность двигателю «выдохнуть» продукты горения. Поршень возвращается в исходную точку и готов к началу нового цикла. Это движение способствует выведению в выпускную систему, а затем в окружающую среду, отработанных газов.

Схема работы двигателя внутреннего сгорания, как уже говорилось выше, основана на цикличности. Рассмотрев детально, как работает поршневой двигатель, можно резюмировать, что КПД такого механизма не более 60%. Обусловлен такой процент тем, что в отдельно взятый момент рабочий такт выполняется лишь в одном цилиндре.

Не вся энергия, полученная в это время, направлена на движение автомобиля. Часть её расходуется на поддержание в движении маховика, который по инерции обеспечивает работу автомобиля во время трех других тактов.

Некоторое количество тепловой энергии невольно тратится на нагревание корпуса и отработанных газов. Вот почему мощность двигателя автомобиля определяется количеством цилиндров, и как следствие, так называемым объемом двигателя, рассчитанным по определенной формуле как суммарный объем всех рабочих цилиндров.

Мёртвая точка

Мёртвая то́чка — одно из крайних положений поршня в цилиндре паровой машины или двигателя внутреннего сгорания, в момент его возвратно-поступательного движения. При остановке поршня в мёртвой точке, для начала движения требуется внешнее воздействие. Для предотвращения заклинивания двигателя в мёртвой точке применяются различные методы: применение нескольких цилиндров, мёртвые точки которых разведены на различные положения выходного вала; в паровозах с компаунд-машиной — специальные схемы парораспределения. Для сглаживания моментов прохождения мертвых точек при работе двигателя применяются маховики.

Существуют две мертвые 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)). В этом положении при условии, что клапанный механизм системы газораспределения находится в стадии сжатия, создается максимальное сжатие газов в камере сгорания.
• Нижняя мёртвая то́чка — положение поршня в цилиндре, соответствующее минимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (обычно нижнее положение поршня связанного в вертикальном кривошипно ползунковым механизмом. Движения поршня ниже невозможно в связи с кинематикой КПМ.

Мёртвая то́чка — (биомед.) состояние организма при интенсивном выполнении физической нагрузки. Оно возникает через несколько минут после начала напряженной мышечной работы. Появляется неприятное ощущение, сопровождающееся одышкой, чувством стеснения в груди, головокружением, ощущением пульсации сосудов в голове, желанием прекратить работу.

Причина наступления «мертвой точки» состоит в том, что в начале тренировочного занятия необходимо некоторое время, чтобы сердечно-сосудистая система вышла на определенный уровень своего функционирования и смогла адекватно снабжать работающие мышцы кислородом. А при чрезмерной интенсивности начала тренировки возникает несоответствие между потребностями мышц в кислороде и возможностью сердечно-сосудистой системы адекватно обеспечивать организм кислородом. В результате с самого начала в мышцах накапливаются продукты распада и прежде всего молочная кислота. Соответственно, чтобы избежать состояния «мертвой точки» необходимо постепенно увеличивать интенсивность тренировочного занятия.

Если состояние «мертвой точки» все же наступило, то его можно преодолеть путем больших волевых усилий. Если физическая работа будет продолжаться, то это состояние сменится чувством внезапного облегчения, которое чаще всего проявляется в появлении нормального (комфортного) дыхания. Поэтому состояние, сменяющее «мертвую точку» называют «вторым дыханием». Появление «второго дыхания» означает, что организм адаптировался для выполнения физической нагрузки и способен удовлетворять работающие мышцы в их энергетических запросах.

• Викифицировать статью.
• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Паровая рыба
• Паровая подушка

Смотреть что такое «Мёртвая точка» в других словарях:

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. * * * МЕРТВАЯ ТОЧКА МЕРТВАЯ ТОЧКА, крайнее… … Энциклопедический словарь

Мёртвая точка — МЁРТВЫЙ, ая, ое; мёртв, мертва, мёртво и мертво. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

мёртвая точка — mirties taškas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. dead point vok. Totpunkt, m rus. мёртвая точка, f pranc. point mort, m … Fizikos terminų žodynas

Мёртвая точка — крайнее положение поршня в цилиндре поршневой машины (См. Поршневая машина), в котором меняется направление движения поршня. Положение наибольшего удаления поршня от Кривошипа называется верхней М. т., а положение наибольшего приближения… … Большая советская энциклопедия

Мёртвая точка — Разг. 1. Состояние неподвижности, бездействия. 2. Стадия, в которой невозможно больше достичь прогресса. /em> Калька с франц. point mort. БМС 1998, 571; Мокиенко 2003, 123 … Большой словарь русских поговорок

Мёртвая точка (фильм) — Мёртвая точка Deadlock Жанр боевик В главных ролях Джеймс Хонг Страна США Год 1987 … Википедия

наружная «мёртвая» точка — нижняя «мёртвая» точка (поршня в цилиндре) [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы нижняя «мёртвая» точка EN bottom dead center … Справочник технического переводчика

Верхняя мёртвая точка поршня — Верхняя мёртвая точка положение поршня в цилиндре, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (условно начальное положение коленчатого вала, ноль градусов поворота кривошипа).… … Википедия

Верхняя мёртвая точка — (ВМТ) положение поршня в цилиндре, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (условно начальное положение коленчатого вала, ноль градусов поворота кривошипа). Относительно нижней… … Википедия

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

Поршнево́й дви́гатель — двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия расширяющихся газов, образовавшаяся в результате сгорания топлива в замкнутом объёме, преобразуется в механическую работу поступательного движения поршня за счёт расширения рабочего тела (газообразных продуктов сгорания топлива) в цилиндре, в который вставлен поршень.

Поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала кривошипно-шатунным механизмом.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания сегодня является самым распространённым тепловым двигателем. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, боевой, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов, помп, моторизованного инструмента (бензорезок (бензо-болгарок), газонокосилок, бензопил) и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий.

Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких ватт (двигатели авиа-, мото- и судомоделей) до 75 000 кВт (судовые двигатели).

В качестве топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания используются:

• жидкости — бензин, дизельное топливо, спирты, биодизель;
• газы — сжиженный газ, природный газ, водород, газообразные продукты крекинга нефти, биогаз;
• монооксид углерода, вырабатываемый в газогенераторе, входящем в состав топливной системы двигателя, из твёрдого топлива (угля, торфа, древесины).

Полный цикл работы двигателя складывается из последовательности тактов — однонаправленных поступательных ходов поршня. Различают двухтактные и четырёхтактные двигатели.

Число цилиндров в разных поршневых двигателях колеблется от 1-го до 24-х. Объём цилиндра — это произведение площади поперечного сечения цилиндра на ход поршня. Суммарный объём всех цилиндров обычно называют рабочим объёмом двигателя. По способу смесеобразования делятся:

• Двигатели с внешним смесеобразованием. Воздушно-топливная смесь готовится в карбюраторе, поступает по впускным коллекторам (патрубкам) в цилиндры двигателя, как вариант — инжекторная система подачи топлива. Воспламенение топливо-воздушной смеси выполнется, как правило, электроискровым разрядом, вырабатываемым системой зажигания (например, автомобильный Бензиновый двигатель внутреннего сгорания). Двигатели с внешним смесеобразованием могут работать на газообразном топливе (природный газ, сжиженные углеводородные газы, биогаз, генераторный газ, см. газогенераторный автомобиль, газовый двигатель);
  • Компрессионные карбюраторные двигатели. В них топливо подается вместе с воздухом (как в бензиновых двигателях), обычно в основе топлива — диэтиловый эфир, касторовое масло и керосин). Воспламенение происходит от сжатия. Степень сжатия регулируется контрпоршнем, так как от этого зависит момент воспламенения смеси. Компрессионные двигатели используются главным образом в авиа- и автомоделях. Компрессионные карбюраторные двигатели не являются дизельными двигателями.
  • Калильные карбюраторные двигатели. Схожи по принципу действия с компрессионными, но имеют калильную свечу, накал которой поддерживается за счёт теплоты сгорания топлива на предыдущем такте. Такие двигатели также требуют особого состава топлива (обычно в его основе — метанол, касторовое масло и нитрометан). Используются главным образом в авиа- и автомоделях;

• Двигатели с внутренним смесеобразованием. Эти двигатели, в свою очередь, подразделяются на:
  • Дизельные, работающие на дизельном топливе. В этих двигателях сжатию подвергается только воздух в цилиндрах, вблизи верхней мёртвой точки при такте сжатия в камеру сгорания форсункой впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется при контакте с воздухом, нагретым от сжатия до температуры в несколько сотен градусов Цельсия.
  • Воспламенение от горячих частей двигателя (калоризаторные), обычно — днища поршня или калильной головки. Приводные двигатели прокатных станов (топливо-мартеновский газ), в первой половине XX века применялись в сельском хозяйстве.

Двигатели с внутренним смесеобразованием имеют (как в теории, так и на практике) более высокий КПД и вращающий момент за счёт более высокой степени сжатия.

• Существуют также газодизельные двигатели, работающие на смеси природного газа с воздухом. Так как температура воспламенения от сжатия газовоздушной смеси составляет около 700 °C (дизельное топливо воспламеняется при 320—380 °C), воспламенение производится впрыскиванием через форсунки небольшого количества дизельного топлива.

В рамках технической термодинамики работа поршневых двигателей внутреннего сгорания в зависимости от особенностей их циклограмм описывается термодинамическими циклами Отто, Дизеля, Тринклера, Аткинсона или Миллера.

Эффективный КПД поршневого ДВС не превышает 60 %. Остальная тепловая энергия распределяется, в основном, между теплом выхлопных газов и нагревом конструкции двигателя. Поскольку последняя доля весьма существенна, поршневые ДВС нуждаются в системе интенсивного охлаждения. Различают системы охлаждения:

• воздушные, отдающие избыточное тепло окружающему воздуху через ребристую внешнюю поверхность цилиндров; используются в двигателях сравнительно небольшой мощности (десятки л.с.), или в более мощных авиационных двигателях, работающих в быстром потоке воздуха;
• жидкостные, в которых охлаждающая жидкость (вода, масло или антифриз) прокачивается через рубашку охлаждения (каналы, созданные в стенках блока цилиндров), и затем поступает в радиатор охлаждения, в котором теплоноситель охлаждается потоком воздуха, созданным вентилятором.
  • Иногда в некоторых деталях (например, выпускные клапана) в качестве теплоносителя используется металлический натрий, расплавляемый теплом двигателя при его прогреве.

Основные параметры двигателя [ править ]

С работой поршневого двигателя внутреннего сгорания связаны следующие параметры.

• Верхняя мёртвая точка (в. м. т.) — крайнее верхнее положение поршня.
• Нижняя мёртвая точка (н. м. т.) — крайнее нижнее положение поршня.
• Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки
• Ход поршня — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).
• Такт — часть рабочего цикла, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.
• Объём камеры сгорания — объём пространства над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке.
• Рабочий объём цилиндра — объём, освобождаемый поршнем при перемещении его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.
• Полный объем цилиндра — объём пространства над поршнем при нахождении его в нижней мёртвой точке. Полный объём цилиндра равен сумме рабочего объёма цилиндра и объёма камеры сгорания.
• Рабочий объём двигателя для многоцилиндровых двигателей — это произведение рабочего объёма на число цилиндров.
• Степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.

Способ определения верхней мертвой точки поршневого двигателя внутреннего сгорания

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Дата опубликования описания 07.03.83 (5! )М. Кл.

СССР юв аевам изебретеивй и етврмтий (53) УД1 621 ° 317..39(088.8) уд р рд руд р (р. ма, и, научно-исследовательский технологический инс ут-.романа и эксплуатации машинно-тракторного парка (71) Заявитель (5″) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ

ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к диагностированию поршневого двигателя внутреннего сгорания и предназначено, преимущественно, для определения верхней мертвой точки (ВМТ) каждого цилиндра двигателя.

Известен способ определения верхней мертвой точки поршневого двигателя внутреннего сгорания путем прокрутки;;вигателя электрической машиной постоянного тока и нанесения меток на детали, жестка сопряженные с ко»ленчатым валом $ 1j.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость, связанная с выполнением монтажно-демонтажных операций на двигателе.

Целью изобретения является снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем,щ что согласно способу определения верх- . ней мертвой точки поршневого двигателя внутреннего сгорания, осуществляемым путем прокрутки двигателя элект2 рической машиной постоянного тока и нанесения меток на детали, жестко сопряженные с коленчатым валом, метки наносят в момент достижения максимального значения тока, потребляемого машиной.при установившейся частоте ращения двигателя.

Метки наносят путем намагничивания участка детали, жестко сопряженной с. коленчатым валом.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Коленчатый вал двигателя 1 проворачивается электрической машиной, например, электростартером 2. Ток, потребляемый электростартером от источника, например аккумулятора 3, измеряется датчиком тока 4. Сигнал датчика тока 4 усиливается усилителем 5.

Переменная составляющая сигнала, пропорциональная току стартера, через конденсатор 6 поступает на устройство 7 формирования импульсов BMT в мо877

3 1002 менты времени, соответствующие амплитудным значениям тока, Эти импульсы через переключатель 8 в положении «Запись» поступают на.магнитную головку

9, осуществляющую, запись магнитных меток ВИТ цилиндров двигателя на шкив коленчатого вала или жестко сопряженwe с ним детали. После записи меток. переключатель 8 переводится в положение «Воспроизведение». При этом во 1в время работы двигателя метки BMT считываются головкой 9 и поступают на усилитель-ограничитель 10, с выхода которого они могут быть поданы на уст-, ройства измерения фазовых характерис-.. тик двигателя.

Использование предлагаемого способа определения BMT поршневого двига- теля позволяет сократить трудоемкость и может быть использовано при измере-, нии Фазовых параметров двигателя при его диагностировании, 4

1. Способ определения верхней мертвой точки поршневого двигателя внутреннего сгорания путем прокрутки двигателя электрической машиной постоянного тока и нанесения меток на детали, жестко сопряженные с коленчатым валом, отличающийся тем, что, с. целью снижения трудоемкости, метки . наносят в момент достижения максималь ного значения тока потребляемого электрической машиной при установившейся частоте вращения двигателя..

2. Способ по и. 1, о т л.и ч а юшийся тем, что метки наносят путем намагничивания участка детали, жестко сопряженной с коленчатым валом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Австрии И 351843, кл. 42 К, 12, опублик. 1979. г.ужгород,ул.Проектная,4