Что такое вмт в двигателе

6 августа 2019 0 Автор

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).

Относительно верхней мёртвой точки определяется угол опережения зажигания.

На маховике положение ВМТ поршня первого цилиндра обозначается либо запрессованным шариком, либо стрелкой, с надписью ВМТ. Выставить поршень в положение ВМТ можно, сопоставив отметку (шарик или надпись) со стрелкой-иглой в окне на кожухе сцепления. Коленвал двигателя следует медленно проворачивать пусковой рукояткой или специальным ключом, к этой процедуре прибегают для регулировки системы зажигания.

Приведение поршня первого цилиндра в положение верхней мертвой точки (ВМТ) конца такта сжатия

Изложенный в настоящем подразделе материал имеет смысл только в случае правильной установки распределителя, ВВ проводов и ремня привода ГРМ.

Ремень привода ГРМ надет на зубчатые колеса коленчатого и распределительного валов, которые вращаются в фазе друг с другом. При снятии зубчатого газораспределительного ремня в процессе обслуживания двигателя появляется возможность независимого проворачивания каждого из валов, что неизбежно ведет к нарушению установки фаз газораспределения.

Конструкция рассматриваемого двигателя не исключает потенциальной возможности повреждения поршней и клапанов при ударе их друг о друга вблизи верхней границы хода поршней ввиду отсутствия выборок в днищах последних.

По изложенной причине правильность установки фаз газораспределения приобретает особое значение и достигается за счет выставления двигателя перед установкой газораспределительного ремня в некое исходное положение, получившее название верхней мертвой точки (ВМТ). После приведения двигателя в положение ВМТ до надевания ремня привода ГРМ проворачивание коленчатого и распределительного валов в индивидуальном порядке ни в коем случае не допустимо.

Газораспределительный ремень используется также для привода водяного насоса, однако привязка его вращения к фазам вращения коленчатого и распределительного валов не имеет столь важного значения.
Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется наивысшая точка хода поршня в своем цилиндре. Вообще говоря, в 4-тактных двигателях в процессе вращения коленчатого вала данное положение достигается поршнем дважды: один раз в конце такта сжатия и второй — в конце выпускного такта. Для выполнения настроек фаз газораспределения и установки угла опережения зажигания в подавляющем большинстве случаев используется ВМТ конца такта сжатия поршня первого цилиндра. Именно это положение и принято называть положением ВМТ двигателя (нумерация цилиндров с 1 по 4 производится в направлении от газораспределительного ремня к маховику).

В одном из зубьев зубчатого колеса коленчатого вала проточена канавка, совмещение которой с ответной меткой на фланце сальника подтверждает приведение поршней первого и четвертого цилиндров в положение ВМТ. Однако, доступ к данному зубчатому колесу открывается только после снятия нижней крышки газораспределительного ремня, поэтому на торцевой поверхности шкива вала дополнительно предусмотрена риска, которая в рассмотренной ситуации (ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров) совмещается с нулевой отметкой на нижней крышке ремня. Зубчатое колесо распределительного вала также оборудовано установочной точечной меткой, совмещение которой с выпуклым указателем, отлитым на внутренней крышке газораспределительного ремня подтверждает факт правильного приведения двигателя в положение ВМТ, когда поршень первого цилиндра находится в верхней мертвой точке конца такта сжатия.
6 Ниже приводится описание процедур приведения двигателя в положение ВМТ при установленном и при снятом газораспределительном ремне.

Приведение двигателя в положение ВМТ при установленном ремне привода ГРМ

Прежде чем приступать к выполнению процедуры, отсоедините отрицательный провод от батареи.

Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным устройством, прежде чем отсоединять батарею удостоверьтесь в том, что располагаете правильным кодом для ввода аудиосистемы в действие.
Обесточьте систему зажигания, для чего отсоедините от крышки центральный ВВ провод и при помощи провода-перемычки заземлите его на массу блока цилиндров. Во избежание случайного страгивания автомобиля взведите стояночный тормоз и подоприте клиньями задние колеса. Удостоверьтесь, что РКПП переведена на нейтральную передачу.

Пометьте положение клеммы ВВ провода первого цилиндра на крышке распределителя относительно корпуса последнего. На некоторых моделях такая маркировка в виде специальной риски наносится уже на заводе-изготовителе. В противном случае проследите провод от первого цилиндра до крышки распределителя, затем маркером или краской (ни в коем случае не грифельным карандашом!) пометьте край корпуса распределителя непосредственно под соответствующей клеммой.

Снимите крышку распределителя (см. Главу Электрооборудование двигателя).

Отсоедините ВВ провода от свечей зажигания. Постарайтесь запомнить порядок их подсоединения.

Для приведения поршня любого из цилиндров в положение ВМТ необходимо провернуть коленчатый вал вручную. Такое проворачивание производится при помощи торцевого ключа за центральный болт крепления зубчатого колеса вала (см. Раздел Снятие, проверка состояния и установка зубчатых колес и натяжителя ремня привода ГРМ).

Читайте также:  Как пользоваться ауксом в машине с телефона

Проверните коленчатый вал в нормальном напрвлении (см. Спецификации в начале Главы) так, чтобы бегунок распределителя развернулся носиком электрода к отметке клеммы ВВ провода свечи зажигания первого цилиндра на ободке корпуса.

Проворачивать коленчатый вал будет значительно легче, если предварительно вывернуть все свечи зажигания.
Снимите верхнюю крышку газораспределительного ремня (см. Раздел Снятие и установка ремня привода ГРМ и его крышек) с цель обеспечения доступа к расположенному под ней зубчатому колесу распределительного вала.

Отыщите установочные метки на зубчатом колесе распределительного вала и внутренней секции крышки ремня. Продолжайте вращать коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока метки полностью не совместятся.

Теперь отыщите установочные метки на шкиве коленчатого вала и нижней крышке ремня. На крышке имеются выпуклые метки в виде литер Z и 0. Когда риска на ободе шкива совместится с нулевой отметкой, двигатель окажется приведенным в положение ВМТ.

Альтернативно, удостоверьтесь в правильности совмещения установочных меток зубчатого колеса коленчатого вала и фланца его переднего сальника.

Шкив коленчатого вала и нижнюю крышку ремня в данном случае необходимо снять.
Удостоверьтесь, что бегунок распределителя по прежнему развернут носиком электрода в сторону отметки клеммы свечи первого цилиндра на ободе корпуса сборки. Если добиться одновременного совмещения установочных меток валов и бегунка не удается, следует проверить правильность установки распределителя. (см. Главу Электрооборудование двигателя).

После выполнения всех перечисленных условий поршень первого цилиндра двигателя можно считать приведенным в положение ВМТ конца такта сжатия.

Если теперь возникает необходимость в снятии газораспределительного ремня, позаботьтесь о надежной блокировке коленчатого и распределительного валов за их зубчатые колеса с целью предотвращения выведения двигателя из положения ВМТ.
Приведение двигателя в положение ВМТ при снятом ремне привода ГРМ

Материал данного подраздела поможет механику-любителю вернуть двигатель в положение ВМТ в случае нарушения совмещения установочных меток при снятом ремне привода ГРМ во время, например, проведения капитального ремонта силового агрегата.

Проворачивание распределительного вала при снятом газораспределительном ремне и приведенном в положение ВМТ коленчатом вале может привести к механическим повреждениям в результате контакта клапанов с днищами поршней. Ввиду сказанного, следует строго придерживаться изложенного ниже порядка выполнения процедуры.

Перед установкой на двигатель головки цилиндров коленчатый вал следцет провернуть в нормальном направлении за центральный болт крепления его зубчатого колеса, приведя поршни всех цилиндров в среднюю часть их хода. Причем, поршень первого цилиндра следует зафиксировать на ходе такта сжатия, примерно за 90˚ перед ВМТ.

После установки головки цилиндров и зубчатого колеса распределительного вала, отыщите установочные метки на зубчатом колесе и внутренней секции крышки газораспределительного ремня.

Провернув зубчатое колесо распределительного вала в нормальном направлении, добейтесь совмещения упомянутых меток.

Теперь отыщите метки на зубчатом колесе коленчатого вала и фланце его переднего сальника. Теперь проверните коленчатый вал за центральный болт колеса в нормальном напрвлении приблизительно на 90˚ (четверть оборота) и добейтесь совмещения меток.
Теперь отыщите метки на зубчатом колесе коленчатого вала и фланце его переднего сальника. Теперь проверните коленчатый вал за центральный болт колеса в нормальном напрвлении приблизительно на 90˚ (четверть оборота) и добейтесь совмещения меток проверьте правильность установки распределителя (см. Главу Электрооборудование двигателя).

После выполнения всех перечисленных условий поршень первого цилиндра двигателя можно считать приведенным в положение ВМТ конца такта сжатия.

Как это работает?

Итак, начнём. Двигатель автомобиля (Engine), что же это такое?

Автомобиль – сложный организм, сродни человеческому. У него много различных механизмов(органов), без которых он не будет работать. Но как и у человека, у автомобиля есть «сердце» и этим сердцем является автомобильный двигатель.

История автомобильного двигателя

Чуть-чуть истории. Двигатель прошёл долгую историю развития. По сути, первыми двигателями являлись парус и водяное колесо. Водяным колесом широко пользовались в странах Древнего мира(таких как Египет, Китай, Индия) для оросительных систем, а в средние века в Европе использовали как основу энергетической базы производства. Дальше появились двигатели внешнего сгорания. Широкое распространение получили паровые двигатели.

Паровой двигатель(Steam engine) — двигатель ВНЕШНЕГО сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу. Советую почитать очень интересную и непростую историю развития данного двигателя: http://www.bibliotekar.ru/encAuto/5.htm

Далее в процессе развития двигателей появились двигатели внутреннего сгорания, ДВС. Одним из них, нашедший наибольшее распространение — бензиновый двигатель.

Читайте также:  При резком старте машина дергается

Бензиновые двигатели (petrol engine, gasoline engine) — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая смесь топлива(бензина) и воздуха поджигается электрической искрой. Главное преимущество бензинового двигателя заключается в малой массе и быстром запуске, поэтому он вытеснил паровые двигатели, а теперь он широко используется в автомобилях.

Позже появились дизельные двигатели.

Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения распыленного дизельного топлива от соприкосновения с разогретым сжатым воздухом. Плюсом является экономичность топлива, более высокий крутящий момент. Однако, минусом является сложность систем, дороговизна изготовления и эксплуатации.

Ну и заглянем в будущее автомобилей. Итак, существуют так же электрические двигатели.

Электрический двигатель — Это установка, в которой электрическая энергия превращается в механическую работу и тепло. Это развивающееся направление в автомобилестроении. Однако, на дорогах большинство машин имеют бензиновый или дизельный двигатель, поэтому, оставим будущее и вернёмся к настоящему.

Принцип действия

Итак, автомобильный двигатель. Прежде чем рассматривать его устройство, давайте чуть-чуть разберёмся с тем, как работает автомобильный двигатель не вдаваясь в детали.

У каждого двигателя есть свой рабочий цикл.

Рабочий цикл двигателя — периодически повторяющиеся процессы в двигателе по преобразованию тепловой энергии в механическую.

У каждого двигателя есть цилиндры, в которых ходят поршни. Это главное место, где происходит самый главный процесс.

ВМТ — Верхняя Мёртвая Точка.

НМТ — Нижняя Мёртвая Точка.

Такт — это движение поршня от ВМТ к НМТ или от НМТ к ВМТ;

Двигатели могут быть двухтактные и четырёхтактные. Двухтактные двигатели на автомобиле не используются, однако предлагаю быстренько ознакомиться с принципом их работы. Для общего образования, так сказать.

Двухтактные двигатель

Перед нами двухтактный двигатель. Здесь всё предельно просто.

Первый такт — Поршень двигателя движется вверх(картинка А), открывает отверстие(1) и сжимает смесь, которая уже находится в цилиндре. После чего, свеча зажигания воспламеняет горючее(картинка В).

Второй такт — После загорания опускающийся поршень(картинка С) сначала открывает выпускное отверстие(2), а затем переходное отверстие(3). После этого через него впускается новая порция воздушно-топливной смеси.

Таким образам поршень также заменяет клапаны двигателя, и в горючее добавляется масло для смазки поршня. Многие двухтактные двигатели снабжены ребрами для воздушного охлаждения цилиндра.

Четырёхтактный двигатель

А теперь вернёмся к четырёхтактном автомобильному двигателю.

Автомобильные двигатели, как мы уже сказали, могут быть бензиновыми и дизельными. И поэтому предлагаю рассмотреть их такты вместе. Несмотря на то, что они схожи, но в них есть так же и различия.

1-й такт впуск (наполнение).

Поршень движется от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт. Под действием перепада давления, возникающего в результате движения поршня:

Бензиновый двигатель: бензовоздушная смесь через впускной канал наполняет цилиндр.

Дизельный двигатель: воздух через впускной канал наполняет цилиндр.

2-й такт сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, все клапана закрыты. Давление и температура в цилиндре поднимаются.

бензиновый двигатель: в конце такта сжатия на свечу зажигания подается высокое напряжение, между электродами свечи проскакивает искра и поджигает бензовоздущную смесь

дизельный двигатель: через форсунку высокого давления подается дизельное топливо, которое воспламеняется от нагретого в процессе сжатия воздуха.

3-й такт рабочий ход. Поршень движется от ВМТ к НМТ, все клапана закрыты. В начале такта продолжается сгорание топлива, начавшееся в конце такта сжатия. Температура и давление газов повышается. Давление передается поршню и перемещает его к НМТ. Тепловая энергия сгоревшего топлива превращается в механическую работу движения поршня.

4-й такт выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ, выпускной клапан открыт. Происходит выталкивание
отработавших газов из цилиндра.

Для большей наглядности взгляните на следующие рисунки:

Такты бензинового двигателя:

Такты дизельного двигателя:

Таким образом 1 рабочий цикл 4-х тактного двигателя происходит за 2 оборота коленчатого вала (720° его поворота). Отличие между бензиновым и дизельным двигателем лишь в топливе и способе его воспламенении на такте сжатия. Однако, это вносит свои изменения в применяемые агрегаты, но об этом речь пойдёт потом.

Двигатели почти всех современных автомобилей являются четырёхтактными по своему циклу работы, и энергия, полученная от сжигания топлива, почти полностью преобразовывается в полезную. Цикл Отто, так называется подобный принцип, по имени Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания (1867 год).

Основные параметры

Полный объем цилиндра ( Va ) — объем, заключенный между головкой, цилиндром и поршнем при нахождении его в НМТ;

Объем камеры сжатия ( VC ) — объем, заключенный между головкой, цилиндром и поршнем при нахождении его в ВМТ;

Читайте также:  Что такое турбина и как она работает

Рабочий объем цилиндра ( Vh ) — объем, образующийся при движении поршня от ВМТ к НМТ ( Vh = Va-Vc );

Полный объем двигателя ( iVh ) сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя; Он же литраж двигателя.

Степень сжатия ( E ) отношение полного объема к объему камеры сжатия ( E = Va/Vc = 1 + Vh/Vc );

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимают горючую смесь в цилиндре. Чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно и больше мощность двигателя. Увеличивать степень сжатия очень выгодно — от той же порции топлива можно получить больше полезной работы. Однако при чрезмерном увеличении степени сжатия наступает самовоспламенение рабочей смеси, и смесь сгорает с большой скоростью — происходит детонация топлива. Детонация — это недопустимо быстрое сгорание рабочей смеси, вызывающее неустойчивую работу двигателя. У двигателя при детонации появляется резкий стук, мощность его снижается, из глушителя выходит черный дым. Конструкторы изыскивают способы борьбы с детонацией топлива и постепенно повышают степень сжатия. В зависимости от степени сжатия применяют определенный сорт топлива.

Мощность двигателя

Мощность — это физическая величина, равная отношению работы, совершенной за определенное время, к этому времени. В системе единиц СИ мощность измеряется в Ваттах (Вт). Поднимая груз массой 1 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду, мы развиваем мощность 1 кг x 9,8 м/с 2 x 1 м/с = 9,8 Вт.

Мощность автомобильных двигателей обычно измеряют в лошадиных силах.

Термин «лошадиная сила» был введен в конце XVIII в. английским изобретателем Дж. Уаттом. Наблюдая за работой лошадей, вытягивающих из угольных шахт при помощи блоков корзины с углем, ученый измерил общий вес извлеченной ими породы и высоту, на которую он был поднят за определенное время. Уатт рассчитал, что 1 лошадь за 1 минуту с глубины 30 м вытягивает в среднем 150 кг угля. Эта единица мощности и получила название лошадиной силы (horsepower).

После принятия в 1960 г. системы единиц СИ лошадиная сила стала вспомогательной единицей мощности, равной 736 Вт. Средняя мощность человека равна 70—90 Вт, что составляет 0,1 лошадиной силы

1 л.с. = 0,73549875 кВт

Порядок работы цилиндров двигателя

Для наибольшей равномерности нагрузки коленчатого вала многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы рабочие такты в цилиндрах повторялись в определенной последовательности, которая называется порядком работы цилиндров. Порядок работы цилиндров зависит от числа цилиндров двигателя и его тактности; при этом последовательно работающие цилиндры не должны стоять рядом.

Полный цикл у четырехтактного двигателя осуществляется за два оборота вала, т. е. за 720°, у двухтактного за 360°. Для того чтобы в любой момент вал двигателя имел некоторое постоянное усилие от воздействия газов на поршень, колена вала необходимо смещать относительно друг друга на угол ф. Этот угол зависит от числа цилиндров г и тактности двигателя и равен цикловой продолжительности поворота вала в градусах, отнесенной к числу цилиндров. Следовательно, для четырехтактного двигателя ф = 720°/г, для двухтактного ф = 360°/z.
Определим, например, порядок работы цилиндров, расположенных в один ряд, у четырехтактного четырехцилиндрового двигателя. В этом случае ф = 720° : 4 = = 180°. Вал имеет конфигурацию, при которой поршни 1 и 4 перемещаются в направлении, противоположном движению поршней 2 и 3. Получающееся при этом чередование процессов в цилиндрах показано в табл. 8. Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то поршень второго цилиндра движется вверх, при этом из двух возможных процессов (сжатие и выпуск) примем выпуск. Тогда поршень третьего цилиндра, также перемещающийся вверх, должен осуществлять сжатие. В четвертом цилиндре поршень движется вниз одновременно с поршнем первого цилиндра, осуществляющим рабочий ход, поэтому в четвертом цилиндре должен быть впуск. Чередование процессов в последующих тактах всех цилиндров определяется цикловой последовательностью. Из табл. 8 видно, что процессы расширения (рабочего хода) будут проходить в цилиндрах в следующем порядке: 1—3—4—2. Если во втором цилиндре в первом такте принять вместо процесса выпуска сжатие, то порядок работы цилиндров изменится и будет 1—2—4—3. Следовательно, для четырехтактного четырехцилиндрового однорядного двигателя возможны два порядка работы цилиндров.

Для более полного усвоения предлагаю визуально взглянуть на следующие рисунки:

а — чередование тактов 1-2-4-3; б — чередование тактов 1-3-4-2

И напоследок, видео ролик о работе(бензиновый и дизельный):

Итак, начальные сведения мы получили. Теперь мы можем приступать к изучению устройства двигателя внутреннего сгорания.