0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое нижняя мертвая точка в двигателе

Оппозитный двигатель

Что мы знаем об оппозитном двигателе? То, что поршни в нем двигаются горизонтально. Что данный двигатель является лицом автомобилей Subaru. Пожалуй, все. Давайте узнаем немного больше.

Оппозитный двигатель является одной из компоновочных схем двигателя внутреннего сгорания, в которой поршни находятся под углом 180° и двигаются в горизонтальной плоскости друг к другу и друг от друга. При этом два соседних поршня всегда находятся в одинаковом положении, например в верхней мертвой точке.

Оппозитный двигатель не нужно путать с V-образным двигателем и углом развала цилиндров 180°. При внешнем сходстве в таком двигателе соседние поршни с шатунами располагаются на одной шатунной шейке. Поэтому, когда один поршень достигает верхней мертвой точки, другой находится в нижней мертвой точке.
Неоспоримыми преимуществами оппозитного двигателя являются низкий центр тяжести, минимальные вибрации при работе и высокий уровень безопасности при лобовом столкновении.

Смещенный вниз центр тяжести оппозитного двигателя позволяет добиться лучшей устойчивости и управляемости автомобиля. Низко расположенный двигатель находится на одной оси с трансмиссией, чем достигается более эффективная передача мощности.

Оппозитный двигатель в большей степени отвечает требованиям пассивной безопасности. При лобовом столкновении мотор уходит вниз под автомобиль и, тем самым, сохраняет жизнь пассажиров в салоне. Не менее важным для водителей достоинством оппозитного двигателя является характерный звук его работы, отличающийся от других ДВС.

К сожалению, оппозитный двигатель не лишен и недостатков. Самым серьезным, на наш взгляд, является высокая трудоемкость ремонтных работ, связанная с особенностью конструкции двигателя. Так, для выполнения отдельных ремонтов требуется снятие двигателя с автомобиля. В некоторых источниках отмечается, что горизонтальное движение поршня приводит к неравномерному износу гильзы цилиндра и, как следствие, повышенному расходу масла. Ввиду определенных габаритных размеров оппозитный двигатель устанавливается на автомобиль только продольно.

Компания Subaru использует оппозитные двигатели с 1963 года. Это четырех- и шестицилиндровые Boxer. История четырехцилиндровых двигателей от Subaru насчитывает три поколения: серия EA (1966-1994); серия EJ (1989-1998, коленчатый вал на 5 коренных подшипниках, 1999-2010, коленчатый вал на трех коренных подшипниках); серия FB (с 2010 года). Шестицилиндровые Boxer пошли в производство несколько позже — серия ER (1987-1991), серия EG (1992-1997), серия EZ (с 1999 года).

Абсолютное большинство оппозитных моторов это бензиновые двигатели с распределенным впрыском топлива и верхней системой газораспределения. Они имеют один (SOHC) или два (DOHC) распределительных вала, которые приводятся от коленчатого вала зубчатым ремнем или цепью. Несмотря на разное количество распределительных валов в двигателях реализована четырехклапанная схема газообмена. Ряд двигателей оснащен турбонаддувом.
Четырехцилиндровый Boxer третьего поколения получился более простой, компактный, экономичный и безвредный.

Для снижения расхода топлива, уменьшения токсичности выбросов, увеличения величины крутящего момента и расширения его границы в новых двигателях использовано множество прогрессивных технических решений:
— увеличена степень сжатия за счет увеличения хода поршня и уменьшения объема камеры сгорания;
— снижен вес движущихся деталей (шатуна, поршня, коленчатого вала) за счет изготовления ковкой;
— на распределительных валах впускных и выпускных клапанов использована система изменения фаз газораспределения (система активного управления клапанами AVCS);
— применен новый масляный насос, обеспечивающий высокое качество смазки и увеличивающий ресурс двигателя;
— использована система охлаждения с раздельными контурами для охлаждения блока цилиндров и головки блока.

В 2008 году Subaru впервые представила дизельный оппозитный двигатель. Четырехцилиндровый мотор, объемом 2,0 литра, развивает мощность 150 лс. В нем использована система впрыска Common Rail, система турбонаддува с турбиной с изменяемой геометрией.

На ряд моделей автомобилей Porsche (911, Boxster, Cayman) устанавливаются шестицилиндровые оппозитные двигатели. В свое время для использования в автогонках были разработаны 8 и 12-цилиндровые оппозитные двигатели.

Принцип работы подвесного лодочного мотора для маломерных судов

Если в цилиндр ( рис. 76 ) ввести заряд горючей смеси и затем его поджечь (предположим, электрической искрой), то выделится большое количество тепла и давление в цилиндре повысится. Давление расширяющихся газов будет передаваться во все стороны, в т.ч. и на поршень, заставляя его перемещаться. В свою очередь, поршень шарнирно соединен с верхней головкой шатуна при помощи пальца, а нижняя головка шатуна подвижно закреплена на шейке коленчатого вала, поэтому при перемещении поршня вместе с шатуном вращается коленчатый вал и закрепленный на его конце маховик.

Читать еще:  Что такое датчик дпкв на двигателе ваз

Рис. 76. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя: 1 — шестеренчатый привод механизма газораспределения; 2 — кулачки распределительного вала; 3 — толкатель клапана; 4 — пружина клапана; 5 — карбюратор; 6 — клапаны; 7 — свеча зажигания; 8 — головка цилиндра; 9 — рубашка охлаждения; 10 — поршень; 11 — поршневой палец; 12 — шатун; 13 — водяной насос; 14 — маховик; 15 — кривошип колвчатого вала; 16 — коленчатый вал; 17 — нижняя часть картера; 18 — масляный насос

При этом прямолинейное движение поршня при помощи шатуна и коленчатого вала преобразуется во вращательное движение достаточно массивного маховика, который во время рабочего хода «аккумулирует» энергию, затем отдает ее, вращая коленвал. Чтобы двигатель продолжал работать, необходимо периодически очищать цилиндр от отработавших газов и заполнять его свежей горючей смесью. Эта операция осуществляется через два отверстия (выпускное и впускное), закрываемое клапанами. При расширении газов в цилиндре поршень, перемещаясь вниз, возобновляет запас энергии маховика, за счет которой поршень перемещается вверх. Во время перемещения поршня вверх клапан выпускного отверстия открывается и отработавшие газы выходят из цилиндра в атмосферу. При достижении верхнего положения поршнем клапан выпускного отверстия закрывается. Маховик продолжает вращаться, поршень идет вниз, в цилиндре создается разрежение и через открытое впускное отверстие цилиндр заполняется свежим зарядом горючей смеси. Далее, при движении поршня вверх и закрытых клапанами обоих отверстиях смесь сжимается, в верхней мертвой точке поршня ее воспламеняют искрой и все процессы последовательно повторяются. Крайние положения, в которых поршень меняет движение на противоположное, соответственно называются верхней и нижней мертвой точкой ( рис. 77 ). Расстояние, проходимое поршнем между ними называется ходом поршня (S). Процесс, происходящий внутри цилиндра за один ход поршня называется тактом. В четырехтактных ДВС ( рис. 78 ) рабочий процесс совершается за два оборота коленчатого вала (за четыре хода поршня), в двухтактных — за один оборот коленчатого вала (за два хода поршня).

Рис. 77 . Мертвые точки и объемы цилиндра

Рис. 78. Характеристика рабочего процесса двигателя: 1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан; 3 — днище поршня; 4 — юбка поршня; 5 — верхняя мертвая точка (в.м.т.); б — нижняя мертвая точка (н.м.т.); 7 — ход поршня; 8 — камера сгорания.

Объем цилиндра, освобождаемый поршнем при движении между мертвыми точками называется рабочим обьемом цилиндра (Vh). Рабочий объем (литраж) двигателя (Vл) равен сумме рабочих объемов всех цилиндров, выраженной в литрах.

где:
D — диаметр цилиндра, см
S — ход поршня, см
i — число цилиндров.

Объем между крышкой цилиндра и днищем поршня в его верхней мертвой точке называется обьемом камеры сгорания. Рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания вместе составляют полный объем цилиндра. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Удельный расход топлива — расход топлива в праймах на 1 л/с в час. Наименьший удельный расход топлива при полной нагрузке составляет: для карбюраторных двигателей 200-230 г/л.с.ч.( для дизельных — 160-190 г/л.с« Например, удельный расход топлива отечественных двигателей составляет: дизельный двигатель ЗД6 -170 г/л.сс карбюраторный М-8-ЧСПУ100 — 240 г/л.с.ч М — 412Э («Москвич-) — 225 г/л.с.ч.; ПЛМ «Вихрь-30»-380 г/л.с.ч.

Рис. 79. Схема действия двухтактного карбюраторного двигателя: 1 — картер; 2 — коленчатый вал; 3 — противовес; 4 — продувочный канал; 5 — поршень; 6 — дефлектор; 7 — цилиндр; 8 — полость охлаждения; 9 — свеча зажигания; 10 — выпускной канал; 11 — канал подачи горючей смеси от карбюратора в картер; 12 -карбюратор; 13 — шатун; 14 — кривошип коленчаотого вала

Продувочные окна сообщаются с картером двигателя, выпускные — с атмосферой, причем выпускная система двухтактного двигателя ПЛМ отличается от систем выпуска стационарных двухтактных или мотоциклетные двигателей, т.к. вывод отработавших газов осуществляется не в воздух, а под воду и глушитель, как таковой, отсутствует.

Причем, технико-экономические показатели двухтактного двигателя в значительной степени зависят от подбора размеров и конфигурации элементов системы выпуска и времени открытия выпускного окна. Горючая смесь из карбюратора поступает сначала в картер, где она при движении поршня вверх проходит стадию предварительной сжатия и затем, после открытия верхней кромкой поршня продувочного окна, заполняет полость цилиндра. Воспламенение смеси означает начало первого такта — рабочего хода (расширения). Поршень движется вниз, открывает выпускное окно, отработавшие газы выходят в атмосферу. Затем поршень открывает продувочное окно и цилиндр заполняется свежей горючей смесью. Продувочное окно всегда открывается позднее выпускного. За этот период происходит свободный выпуск газов из цилиндра, давление в нем резко падает. К момент открытия продувочного окна давление в цилиндре должно оказаться ниже давления в картере — иначе произойдет выброс отработавших газов вместо атмосферы в картер и их смешивание со свежей горючей смесью. Если процессы сжатия, сгорания и расширения в двух и четырехтактных двигателях аналогичны, то очистка цилиндра от отработавших газов и наполнение свежей смесью существенно различаются. В четырехтактном двигателе основная масса отработавших газов вытесняется поршнем при его движении к в.м.т.. то в двухтактном — очистка производится свежей смесью, предварительно сжатой в картере, при открытых продувочных и выпускных окнах, т.е. продувка и выпуск происходят одновременно.

Читать еще:  Хендай аванте двигатель gdi характеристики

Существует несколько систем продувок — контурная, прямоточная и т.д. В отечественных двухтактных двигателях повсеместно применяется достаточно эффективная и конструктивно простая, т.н. двухканальная возвратно-петлевая схема продувки, когда поршень, при его дальнейшем движении вниз вытесняет свежую горючую смесь из нижней полости цилиндра в верхнюю, где она описывает петлю и выталкивает отработавшие газы. С момента закрытия поршнем продувочного и выпускного окон начинается второй такт — сжатие. Во время этого же хода поршня в результате разрежения, создаваемого его юбкой, в картер поступает из карбюратора новая порция горючей смеси. При подходе поршня кв.м.т. горючая смесь над поршнем воспламеняется, поршень идет вниз, цикл повторяется. На всех отечественных лодочных моторах вывод газов в воду производится через наклонный канап, патрубок которого расположен в потоке воды, отбрасываемой винтом, поэтому в зоне патрубка создается разрежение, способствующее отсасыванию продуктов сгорания из выпускной системы. Еще большее разрежение создается при выпуске газов через ступицу гребного винта, при этом значительно снижается уровень шума, но эта конструкторская находка значительно усложняет конструкцию редуктора и приводит к увеличению диаметра ступицы, что также нежелательно для моделей двигателей средней и малой мощности.

Как двухтактные , так и четырехтактные двигатели изготовляются обычно многоцилиндровыми: двух, четырех, шести, восьми, двенадцати, двадцати, пятидесяти и т.д., т.к. в таких ДВС вспомогательные ходы совершаются за счет рабочего хода в одном из цилиндров, совпадающими со вспомогательным ходом в других цилиндрах. При этом чередование рабочего хода в цилиндрах совершается в строго определенной последовательности, которая называется порядком работы цилиндров. Для четырехтактных ДВС наиболее часто применяется порядок работы цилиндров 1-3-4-2 или 1-2-4-3 для шестицилиндровых 1-5-3-6-2-4 причем расположение цилиндров может быть однорядным, двухрядным (V-образным), звездой, а угол между ними 10º, 75°. 90°.

ВМТ — Верхняя мертвая точка

    66 8 61k
    116 8 147k

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

5 способов произвести расчет мощности двигателя автомобиля. Калькулятор для определения мощности ДВС онлайн

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.

Читать еще:  Ваз 21124 холодный двигатель не заводится причины

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector