Двигатель внутреннего сгорания принцип работы: Оппозитный двигатель

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — Принцип работы и устройство

Двигатели внутреннего сгорания

Принципы работы и классификация

Двигатель внутреннего сгорания — это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств. Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.

Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу.

В качестве рабочих тел в двигателе внутреннего сгорания используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия.

Таблица 1. Классификация двигателей внутреннего сгорания

Топлива — а это в основном смеси углеводородов — требуют для своего сгорания присутствие кислорода; нужное количество кислорода поступает вместе со входящим воздухом.

Если сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Здесь продукты сгорания сами используются в качестве рабочего тела.

Если же процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием.

Постоянное получение механической работы возможно циклически (поршневой двигатель ) или непрерывно (газотурбинный двигатель), рабочий процесс при этом состоит из сжатия рабочего тела, подвода к нему теплоты, совершения работы за счет его расширения и возврата в исходное состояние.

Если рабочее тело изменяется при получении им теплоты, например, когда часть его выполняет роль окислителя, то восстановление первоначального состояния рабочего тела возможно только путем его замены.

Подобный процесс называется незамкнутым циклом и характеризуется циклическим газообменом (выпуском продуктов сгорания и впуском свежего заряда). Внутреннее сгорание всегда требует применения незамкнутого цикла.

При реализации процесса внешнего сгорания рабочее тело остается химически неизменным и может поэтому возвращаться в свое исходное состояние путем выполнения требуемых операций (охлаждение, конденсация). Это позволяет использовать замкнутый цикл работы.

Кроме основных характеристик процесса (незамкнутый/замкнутый циклы) и типов сгорания (циклический/непрерывный) процессы сгорания в двигателе внутреннего сгорания классифицируются по способам приготовления рабочей смеси и применяемым методам ее воспламенения.

При внешнем смесеобразовании рабочая смесь приготавливается вне камеры сгорания. При этом в камере сгорания вначале присутствует, главным образом, гомогенная топливовоздушная смесь, и поэтому этот процесс можно отнести к процессу образования гомогенной смеси.

При внутреннем смесеобразовании топливо вводится непосредственно в камеру сгорания. Чем позже происходит сгорание, тем большей гетерогенностью на момент начала сгорания будет обладать топливовоздушная смесь, поэтому внутреннее смесеобразование часто называется процессом образования гетерогенной смеси.

Принудительное воспламенение осуществляется электрической искрой от свечи зажигания. При самовоспламенении рабочая смесь загорается из-за нагрева вследствие ее сжатия. Также самовоспламенение может происходить при впрыскивании топлива в такую высокотемпературную воздушную среду, которая вызывает его испарение и воспламенение.

Мой блог находят по следующим фразам

• какие документы нужны для автомобиля
• на каком уровне вешается знак ,, высота 4,5м,,
• коап 1233
• диагностическая карта для Дпс 2015
• образец искового заявления в арбитражный суд Иркутской области 2015 года
• как из солярки сделать бензин

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

---

 

 

 

     Всякий двигатель, будь то двигатель внутреннего сгорания или электрический, преобразует энергию топлива или электрическую энергию в механическую.

     Двигателем внутреннего сгорания можно назвать любой двигатель, у которого процесс сгорания топлива происходит внутри рабочего цилиндра.

     Двигатели, используемые в авиационных, морских и автомобильных моделях, относятся к микролитражным; они работают на жидком топливе и составляют группу так называемых карбюраторных двигателей. Карбюраторными их называют потому, что горючая смесь у них образуется в специальной части — карбюраторе.

 

Основные части двигателя внутреннего сгорания

      Микролитражный модельный двигатель состоит из поршневой группы, включающей поршень и цилиндр; кривошипного механизма, состоящего из коленчатого вала и шатуна, которые преобразуют поступательное движение поршня во вращательное движение вала. Все эти детали монтируются в корпусе, называемом   картером. Подробно из каких частей состоит простой модельный двигатель можно посмотреть в этом материале.

     Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех процессов: впуска горючей смеси, ее сжатия, сгорания рабочей смеси, выпуска продуктов сгорания.

    Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактные и двухтактные.  Для авиамоделей, моделей автомобилей и морских моделей применяются двигатели внутреннего сгорания, которые работают по двухтактному циклу.

 

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Цикл работы двухтактного двигателя.

      Рассмотрим цикл работы двухтактного двигателя (рис. 1). При перемещении поршня / в верхнее крайнее положение, называемое верхней мертвой точкой (сокращенно В. М. Т.), в полости 2 под поршнем создается разрежение. Создаваемая таким образом разность давлений способствует наполнению картерной полости горючей смесью. При движении поршня вниз рабочая смесь сжимается и по перепускному каналу 3 проходит через перепускное окно гильзы, в цилиндр над поршнем, где испытывает дальнейшее сжатие движущимся вверх поршнем /. Сжатая рабочая смесь воспламеняется калильной свечой 5.

     Сгоревшие газы, расширяясь, с силой давят на поршень / и заставляют его двигаться вниз. Так происходит рабочий ход поршня. Во время движения поршня / вниз сначала открывается выпускное окно 7, а затем перепускное или продувочное окно 4. Отработавшие газы выходят через выпускное окно 7, а через продувочное окно 4 рабочая смесь поддавленном движущегося поршня устремляется в рабочий объем над поршнем и помогает выходу отработавших газов.

       Поскольку выпускное и продувочное окна открываются почти одновременно, рабочая смесь может выйти в атмосферу. Чтобы этого не произошло, на поршне делается отражательный козырек, называемый дефлектором. Дефлектор служит для направления потока рабочей смеси в цилиндр и для лучшего его заполнения. Одновременно он препятствует перепуску рабочей смеси из перепускного окна в выпускное.

       В некоторых двигателях внутреннего сгорания двухтактного цикла происходит самовоспламенение рабочей смеси при достижении определенной степени сжатия (а не при помощи свечей), которая регулируется специальным контрпоршнем.

     Таким образом, в

двухтактном двигателе в течение одного такта, т. е. при переходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т., над поршнем происходит сжатие рабочей смеси, под поршнем всасывание горючей смеси в картер двигателя. В течение другого такта, т. е. при ходе поршня от В. М. Т. к Н. М. Т., над поршнем происходит рабочий ход и продувка, под поршнем предварительное сжатие рабочей смеси.

 

 

Диаграмма двухтактного двигателя

 

       Индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя представлена на рисунке 2. Участок ar показывает увеличение давления в цилиндре при ходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т. Воспламенение рабочей смеси происходит в точке r; отрезок rz соответствует периоду быстрого нарастания давления; участок

zb соответствует уменьшению давления из-за увеличения объема над поршнем при его ходе от В. М. Т. к Ы. М. Т., и отрезок ba показывает дальнейшее уменьшение давления при открытии выпускного окна и продувке.

 

 

 

 

Как работают автомобильные двигатели?

«Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндров, поршней, топливных форсунок и свечей зажигания. Вместе эти компоненты сжигают топливо и выпускают выхлопные газы из цилиндров. Повторяя процесс, он создает энергию, которая питает автомобиль».

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания. Бензиновый двигатель имеет 4 основных такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Бензин легко смешивается с воздухом, поэтому он может воспламениться даже при небольшой искре. В результате бензиновый двигатель имеет свечу зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Вот как работают четыре такта бензинового двигателя.

 

1. Впуск

Впускной клапан открывается, и топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр.

 

2. Сжатие

Впускной клапан закрывается, и воздушно-топливная смесь сжимается поршнем.

   

3. Сгорание

На этой стадии происходит взрыв топливно-воздушной смеси, и сила, создаваемая взрывом, заставляет поршень двигаться вниз.

 

4. Выхлоп

Отработанные газы в цилиндре удаляются через клапан.

 

Дизельный двигатель

Работа дизельного двигателя аналогична работе бензинового двигателя, но они немного отличаются способом воспламенения воздушно-топливной смеси. В бензиновых двигателях воздух и топливо предварительно смешиваются перед всасыванием в цилиндр. С другой стороны, дизельные двигатели используют топливные форсунки для распыления топлива в цилиндр. Поскольку в дизельных двигателях нет свечи зажигания, они должны иметь более высокую степень сжатия, чтобы обеспечить достаточное сжатие воздушно-топливной смеси для воспламенения.

 

Электромобиль и гибридный автомобиль

Электромобили не имеют двигателя внутреннего сгорания, вместо этого у них есть электродвигатель, поскольку они работают на электричестве. Аккумуляторная батарея внутри автомобиля хранит электрическую энергию и питает электродвигатель. Аккумулятор заряжается путем подключения к зарядной станции.

 

Гибридные автомобили, напротив, используют как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель. Таким образом, две разные системы работают в гармонии, приводя транспортные средства в движение. Аккумуляторы в гибридных автомобилях не нужно подключать, так как их заряжает двигатель внутреннего сгорания.

Производители автомобилей используют различное расположение цилиндров в зависимости от их потребности в мощности или пространстве. Эти три схемы расположения цилиндров автомобильных двигателей являются наиболее распространенными.

 

Рядный двигатель

В этой компоновке цилиндры расположены в ряд, что создает линейную форму. Автомобили с объемом двигателя более 2000 куб. см часто имеют шесть рядных цилиндров.

 

Двигатель V-8

Все 8 цилиндров соединены с коленчатым валом V-образно. Если они будут рядными, то будут слишком длинными, поэтому, чтобы вписаться в пространство автомобиля, их ставят именно так. Эта компоновка также обеспечивает равномерное распределение веса.

 

Плоский двигатель

В плоских двигателях цилиндры, соединенные с коленчатым валом, расположены плоско. Поскольку цилиндры расположены низко, они могут сэкономить высоту, а их вес можно равномерно сбалансировать.

Давайте изучим некоторые основные части двигателя внутреннего сгорания.

 

Цилиндры

В цилиндрах сгорает топливно-воздушная смесь и вырабатывается мощность.

 

Головка цилиндра

Это верхняя часть цилиндров. Он состоит из клапанов, свечей зажигания, топливных форсунок и т. д.

 

Поршни

Поршни движутся вверх и вниз внутри цилиндров. Сила газа, образующегося при сгорании, передается на коленчатый вал посредством движения поршней.

 

Шатун

Поршень соединен с коленчатым валом через шатун. Шатун передает усилие газа поршня на коленчатый вал.

 

Коленчатый вал

Движение поршня вверх и вниз преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун. Когда коленчатый вал вращается, вращательное движение вращает колеса автомобиля.

Как долго хранится охлаждающая жидкость в автомобиле?

Почему мою машину трясет при торможении?

Двигатель внутреннего сгорания | Пример бесплатного эссе

1. Введение
2. Двигатели внутреннего сгорания
3. Работа двигателя
4. КПД
5. Заключение
6. Список литературы

Введение

Двигатели внутреннего сгорания относятся к наиболее распространенному типу тепловых двигателей, т.е. двигателей, в которых теплота, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию. Двигатель внутреннего сгорания является одним из двух основных типов тепловых двигателей, а двигатели внешнего сгорания являются вторым типом таких двигателей. История двигателей внутреннего сгорания в значительной степени связана с постепенным развитием транспорта, что привело к тому, что двигатели внутреннего сгорания иногда можно назвать автомобильными двигателями, хотя такие двигатели используются в самолетах, железных дорогах, морских судах и других, в большинстве промышленных целях. При разных видах применяемого топлива, а также различных вариациях комплектующих, предназначенных для разных задач и целей в разные периоды исторического развития двигателя, основной принцип работы таких двигателей оставался одним и тем же, что и объясняется наименованием этого типа двигателя. двигатели.

В всего 3 часа мы доставим двигатель внутреннего сгорания на заказ эссе, написанное на 100% с нуля Узнать больше двигатели внутреннего сгорания, а также их компоненты и некоторые их разновидности. Кроме того, в статье будет кратко затронута тема экономичности двигателей и один из подходов к ее повышению.

Двигатели внутреннего сгорания

Существует два типа двигателей в зависимости от количества перемещений поршня в последовательности запуска двигателя. Двухтактный двигатель совершает два такта движения, а четырехтактный двигатель, соответственно, четыре. Последний тип является наиболее часто используемым и, следовательно, относится к компонентам двигателя, подразумевается четырехтактный двигатель, а двухтактный двигатель будет кратко рассмотрен в конце следующего раздела.

К основным компонентам двигателя внутреннего сгорания (см. рисунок 1) относятся следующие детали:

Рисунок 1. Детали четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

1. Картер — корпус, удерживающий детали двигателя, различия в конструкции и типе используемого материала (Glenn Research Center, 2008).
2. Цилиндр – цилиндрическая емкость, в которой движется поршень. Определяющими аспектами цилиндра являются ход и диаметр цилиндра, где ход — это расстояние, на которое поршень перемещается от верха до низа цилиндра, а диаметр цилиндра — это внутренний диаметр цилиндра (Parker, 2003). Кроме того, расположение и количество цилиндров могут использоваться как показатель типа и мощности двигателя, например. 4 или 8 цилиндров, а также V-образные или W-образные цилиндры.
3. Впускной клапан – клапан, через который смесь воздуха и топлива поступает в камеру сгорания. Положения клапана либо открыты, либо закрыты (Glenn Research Center, 2008).
4. Выпускной клапан – клапан, через который выхлопные газы выходят из камеры сгорания. Положения клапана либо открытые, либо закрытые.
5. Камера сгорания – часть двигателя, в которой воспламеняется и сгорает смесь топлива и воздуха. Это может быть часть цилиндра (см. рис. 1) или отдельная камера в верхней части цилиндра.
6. Поршень – подвижный компонент двигателя внутреннего сгорания, устанавливаемый в цилиндре. Основная задача поршня — перемещение коленчатого вала через шатун. Ход, определенный ранее, обозначается двумя пределами движения поршня, верхней мертвой точкой (Tc) и верхним нижним центром (Bc), показывая верхнее и верхнее положение модели движения поршня.
7. Шатун – простое соединение между поршнем и коленчатым валом, посредством которого прямолинейное движение поршня преобразуется в угловое движение коленчатого вала.
8. Коленчатый вал – см. рис. 2, цельный кусок металла в форме змеи, соединенный со стержнем, угловое движение которого обозначается как движение коленчатого вала (Glenn Research).

Рис. 2. Коленчатый вал.

Работа двигателя

Четырехтактный двигатель обозначается так как четыре такта за одно зажигание выполняется последовательность, а тактом является расстояние между верхним пределом и нижним пределом движения поршня, четырехтактный подразумевают движение поршня четыре раза, т.е. от Tc до Bc и

Bc в Tc дважды. Каждое движение может представлять собой определенный процесс, происходящий в двигателе внутреннего сгорания, который можно резюмировать в порядке их появления следующим образом:

• Такт впуска – Процесс начинается с перемещения поршня из положения Tc в положение Bc, во время которого впускной клапан открывается, и смесь топлива и воздуха заполняет камеру сгорания и свободное пространство в цилиндре под низким давлением. Достигнув положения Bc, впускной клапан закрывается (Glenn Research Center, 2008).
• Такт сжатия – Процесс начинается с движения поршня из положения Bc, где объем уменьшается, при этом оба клапана закрыты, и за счет уменьшения объема давление увеличивается с достижением поршнем положения Tc.
• Рабочий ход — этот процесс начинается, когда поршень находится в положении Tc, где объем наименьший, а давление максимальное. В этот момент размыкание электрического контакта в камере сгорания приводит к воспламенению смеси, которая выделяет тепло и выхлопные газы в камере. Тепло увеличивает давление в камере, что толкает поршень к положению Bc, инициируя рабочий ход. Во время рабочего такта сила на поршне передается через шток на коленчатый вал в виде углового движения. Достигая положения Bc, объем постепенно увеличивается, а давление снижается.
• Такт выпуска — Процесс начинается с поршня в положении Bc, в этот момент открывается выпускной клапан. Во время движения от Bc до Tc цилиндр и камера очищаются от любых оставшихся выхлопных газов, где поршень выталкивает выхлоп во время движения к выпускному клапану. Выпускной клапан закрывается, когда поршень достигает Tc, заканчивая одиночную последовательность запуска (Glenn Research Center, 2008).

В двухтактном двигателе разница в том, что нет подвижных клапанов, и искра зажигается каждый раз, когда поршень достигает положения Tc. Новая смесь втягивается в камеру в то же время, когда поршень движется к Bc от сгорания (Parker, 2003).

Академические эксперты
в наличии Мы напишем специальное эссе по транспортировке специально для вас всего за $12.00 $10.20/стр. Узнать больше

КПД

Важным понятием КПД двигателя внутреннего сгорания является такой фактор, как степень сжатия. Степень сжатия можно определить как объем камеры сгорания при Tc по сравнению с Bc.

Это соотношение увеличивалось в течение исторического периода развития двигателей, где период 1920-1940 имеет степень сжатия от 4 до 5, в то время как современные двигатели, особенно автомобильные двигатели, имеют степень сжатия в диапазоне от 8 до 11 (Parker, 2003).

Другим важным понятием при измерении и повышении КПД двигателей внутреннего сгорания является максимальная работа двигателя, извлекаемая из его ресурса, т. е. топлива, называемая эксергией (Teh et al., 2008). В связи с этим можно констатировать, что главным образом КПД двигателя можно определить по управлению неизбежно возникающими потерями эксергии. В работе The, Miller, and Edwards (2008) авторы проанализировали эксергетическое разрушение в процессе горения, заявив, что два важных фактора минимизации эксергетического разрушения можно увидеть через характеристики реагента, т. е. топлива, и его термодинамические состояния в момент горения. в начале и в конце сгорания, где внутренняя энергия в точке сгорания является сильной функцией эксергии разрушения, и разделением процессов в рабочем цикле двигателя, где связана эксергия каждого из процессов, т.е. подготовка реагента, сгорание и работа должны анализироваться независимо, чтобы максимизировать эффективность двигателя.

Заключение

Как видно, несмотря на постоянное развитие двигателей, изменение конструкции и повышение их КПД, основные принципы термодинамики, реализуемые через работу двигателей внутреннего сгорания, остаются теми же. В этой статье был рассмотрен наиболее распространенный компонент четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который, несмотря на возможность незначительных вариаций, анализируемые компоненты в основном одинаковы в большинстве двигателей внутреннего сгорания. В документе также проанализированы принципы работы двигателей внутреннего сгорания, в частности, показаны фазы четырехтактного двигателя, которые являются наиболее часто используемыми. В связи с этим следует отметить, что даже в двигателях с другими конфигурациями эти основные фазы будут иметь место, хотя и с различными вариациями, в основном связанными с количеством тактов в одной последовательности. Наконец, в документе кратко рассмотрены факторы, определяющие эффективность двигателей, из чего видно, что еще есть возможности для улучшения, чтобы максимизировать выходную мощность двигателей.

Ссылки

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР GLENN. 2008. 4-тактный двигатель внутреннего сгорания . Веб.

ПАРКЕР, Б.