Какой двигатель называется двигателем внутреннего сгорания: какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания

Содержание

Какой двигатель называется двигателем внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания — устройство, принцип работы и классификация

Вокруг активно говорят про электокары, но двигатель внутреннего сгорания (ДВС) никуда не исчезает. Почему? О принципе работы и конструкции двигателей внутреннего сгорания , плюсах и минусах ДВС – в нашем материале.

Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.

ДВС работает, благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).

Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

  • Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
  • Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
  • Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

  • Блок цилиндров . Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
  • Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).

Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.

Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).

Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.

Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.

  • Система питания . В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
  • Система смазки . Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
  • Система охлаждения . Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.

Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС.

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

  • Поршень в цилиндре движется вниз.
  • Открывается впускной клапан.
  • В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
  • Поршень поднимается.
  • Выпускной клапан закрывается.
  • Поршень сжимает воздух.
  • Поршень доходит до верхней мертвой точки.
  • Срабатывает свеча зажигания.
  • Открывается выпускной клапан.
  • Поршень начинает двигаться вверх.
  • Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE.

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

  • Такт выпуска.
  • Такт сжатия воздуха.
  • Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
  • Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

  • Поршень двигается снизу-вверх.
  • В камеру сгорания поступает топливо.
  • Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
  • Возникает компрессия. (давление).
  • Возникает искра.
  • Топливо загорается.
  • Поршень продвигается вниз.
  • Открывается доступ к выпускному коллектору.
  • Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).

Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов:

  • Ориентированные на цикл Отто . Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
  • Ориентированные на цикл Дизеля . Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.

А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.

Классификация двигателей в зависимости от конструкции
  • Поршневой . Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
  • Роторные (двигатели Ванкеля) . Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса :

  • Атмосферные . При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
  • Турбокомпрессорные . Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.

Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.

Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.

Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.

Преимущества ДВС
  • Удобство . Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
  • Высокая скорость заправки двигателя топливом .
  • Длительный ресурс работы . Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе

4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.

  • Компактность . Двигатели внутреннего сгорания существенно компактнее, нежели двигатели внешнего сгорания.
  • Недостатки ДВС

    При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.

    Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).

    Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.

    Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.

    Источник

    Двигатель внутреннего сгорания (VII класс)

    Тема: Двигатель внутреннего сгорания (VII класс)

    Задачи урока. Сформировать знания учащихся о работе пара и газа на примере изучения двигателя внутреннего сгорания. Ознакомить учащихся с устройством и принципом работы этого двигателя.

    Развивать умение работать с текстом учебника (находить ответы на предложенные вопросы), пользоваться таблицами; сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы (такты в работе двигателя).

    Ознакомить учащихся с данными, характеризующими развитие сельскохозяйственной техники в стране.

    В целях профориентации подчеркнуть роль механизации в сельском хозяйстве.

    Оборудование. Демонстрационное: цилиндр для демонстрации взрыва горючей смеси, модель двигателя внутреннего сгорания, таблица четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, велосипедный насос, диафильм «Двигатель внутреннего сгорания».

    План урока


    Содержание

    Методы и приёмы

    Изучение и закрепление нового материала. Применение двигателя внутреннего сгорания в сельском хозяйстве. Устройство двигателя. Работа двигателя внутреннего сгорания. Задание на дом.

    Рассказ. Беседа. Демонстрация модели, таблиц, диафильма, работа с учебником. Запись на доске. Наблюдение. Сопоставление. Умозаключение. Сообщение школьника. Запись на доске и в дневниках

    Учитель. Сегодня мы познакомимся с устройством и работой двигателя внутреннего сгорания. В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является наиболее распространенным. Такого типа двигатели используются на кораблях, тепловозах, автомобилях, сельскохозяйственных машинах и т. д.

    Выясним, почему этот тип теплового двигателя называется двигателем внутреннего сгорания. (Показывает фрагмент «Третий такт» из диафильма.) Как видите, горючая смесь сгорает внутри цилиндра двигателя. Поэтому он и называется двигателем внутреннего сгорания.

    Двигатель внутреннего сгорания был изобретен сравнительно недавно. Около ста лет назад немецкий механик Г. Даймлер получил патент на изобретение бензинового двигателя, который стал применяться на первых автомобилях. В 1888 г. в России был разработан проект бензинового двигателя. Создал его капитан морского флота О. С. Костович. Этот двигатель имел мощность 60 кВт и предназначался для дирижабля. Двигатель Костовича с горизонтально размещенными цилиндрами имел значительные преимущества перед зарубежными. Он получил широкое применение, в основном на транспорте и в сельском хозяйстве.

    Посмотрите фотографии. Они показывают, какое широкое применение получил двигатель внутреннего сгорания. (Учитель открывает доску, где закреплены фотографии машин с двигателем внутреннего сгорания). На доске записаны некоторые их техниче­ские характеристики. Среди фотографий следующие: первый советский трактор «Форзон-Путиловец» (выпущен в 1923г.), первый советский автомобиль АМО-Ф15 (выпущен в 1924 г.), легковой автомобиль «Нива» ВАЗ-2121 (машина повышенной проходимости, максимальная мощность 59 кВт, наибольшая скорость 130 км/ч), само­свал КамАЗ-5320 (максимальная мощность двигателя 155 кВт, грузоподъемность 7т, наибольшая скорость 80 км/ч), трактор К-701 (мощность 220 кВт, наибольшая скорость около 34 км/ч).

    Просмотрите диафильм «Устройство двигателя внутреннего сгорания и принцип его действия». (Показывает диафильм.)

    Какие части двигателя вы видите? Покажите их на модели.

    Ученик А. Двигатель состоит из цилиндра, поршня, шатуна, клапанов, свечи, маховика, коленчатого вала. (Показывает на модели.)

    Учитель. Мы познакомились с устройством двигателя внутреннего сгорания. Теперь рассмотрим, как он работает.

    Чтобы понять принцип действия двигателя внутреннего сгорания, проделаем опыт со взрывом горючей смеси в чугунном цилин­дре. Введем в цилиндр 3-5 капель бензина. Закроем цилиндр поршнем. Теперь под поршнем в цилиндре находится смесь паров бензина и воздуха. Что произойдет, если эту смесь воспламенить?

    Ученик Б. Произойдет взрыв, и поршень поднимется.

    Учитель. Верно. За счёт какой энергии произойдет подъем поршня?

    Ученик Б. Внутренняя энергия нагретого газа превратится в механическую энергию поршня.

    Учитель. Проверим это предположение, проверим нашу гипотезу. (Проделывает опыт*.) Теперь нужно понять, как за счет энергии взрыва в двигателе совершается работа по вращению коленчатого вала.

    Обратимся к модели двигателя.

    Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Один рабочий цикл двигателя совершается за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. (Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками.) Рассмотрим поочередно эти такты.

    Откройте учебник на странице 174 и найдите в тексте § 95 описание устройства этого двигателя. (Учащиеся несколько минут работают с книгой.) Где сгорает топливо в этом двигателе?

    Ученик Б. Топливо сгорает внутри цилиндра.

    Учитель. Как же топливо попадает внутрь цилиндра? Найдите ответ на этот вопрос в учебнике, прочитав на странице 175 абзац со слов «При повороте вала…». (Ученики работают с учебником.) Что происходит в двигателе при I такте?

    Ученик В. При повороте вала поршень движется вниз. Открывается впускной клапан и в цилиндр входит горючая смесь.

    (Учитель показывает на модели ход поршня, открытие впускного клапана, а ученику дает задание записать на доске: «I такт — впуск»).

    Учитель. Прочитайте по учебнику дальше, что происходит при II такте.

    Ученик В. Поршень поднимается и сжимает горючую смесь. Клапаны закрыты. В конце II такта смесь воспламеняется от свечи.

    (Учитель демонстрирует на модели ход поршня при II такте.)

    Учитель. Как называется этот такт?

    Ученик В. Сжатие. (Записывает на доске: «II такт — сжатие».)

    Учитель. Ознакомьтесь по учебнику с III тактом. Как называется этот такт? (Ученики читают текст учебника.)

    Ученик Г. III такт называется рабочим ходом, потому что газы, образовавшиеся при сгорании смеси, давят на поршень и двигают его вниз. Газ при расширении выполняет работу.

    (Учитель демонстрирует на модели двигателя III такт — рабочий ход.)

    Учитель. Прочитайте следующий абзац и ознакомьтесь с IV тактом. Как он называется?

    Ученик Г. Выпуск. В IV такте поршень двигается вверх и выталкивает газы через открытый выпускной клапан. В конце хода поршня выпускной клапан закрывается.

    (Учитель записывает на доске: «IV такт — выпуск»).

    Учитель. Итак, за сколько тактов происходит один рабочий цикл в двигателе? Как называются эти такты?

    Ученик Г. Мы рассмотрели четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

    Учитель. Запишите в тетради цикл работы двигателя. Посмотрите на модель. Что происходит дальше при вращении коленчатого вала?

    Ученик Г. Такты повторяются.

    Учитель. Посмотрим, как работает двигатель внутреннего сгорания. (Учитель включает фрагмент из кинофильма «Двигатели внутреннего сгорания».) Что нового вы увидели в работе двигателя? Сможете ли теперь объяснить, как же поршень выходит из положений, называемых мертвыми точками?

    Ученик Д. Коленчатый вал вместе с маховиком, получив толчок от поршня во время рабочего хода, продолжают вращаться по инерции и обеспечивают дальнейшее движение поршня.

    Учитель. Кто сможет рассказать о работе двигателя и показать все такты на модели? (Ученик выходит к доске и на модели показывает все четыре такта. Затем учитель демонстрирует таблицы с изображением одноцилиндрового и четырехцилиндрового двигателей.) Чем отличаются эти двигатели?

    Ученик Д. Количеством цилиндров.

    Учитель. Как вы думаете, одинаковы ли мощности этих двигателей?

    Ученик Д. Мощность четырех цилиндрового двигателя будет больше.

    Учитель. Верно. Многоцилиндровые двигатели обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность. Одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на моторных лодках и мопедах. На мотоциклах устанавливаются двухцилиндровые двигатели. На автомобилях, тракторах – 4-, 6-, 8-, 12-цилиндровые двигатели. (Учитель обращает внимание учеников на разрез модели двигателя внутреннего сгорания.) Почему поверхность цилиндра ребристая?

    Ученик Е. Такая поверхность необходима для лучшего охлаждения двигателя.

    Учитель. А зачем необходимо охлаждать двигатель? Как его охлаждают? Чтобы ответить на этот вопрос, прочитайте в учебнике абзац со слов: «Необходимой частью всякого двигателя…» — на странице 177.

    Ученик Е. Во время работы двигатель нагревается. Если бы не было охлаждения, то горючая смесь могла бы преждевременно загораться. Поэтому охлаждением и поддерживают определенную температуру двигателя. Двигатели внутреннего сгорания бывают с жидкостным или воздушным охлаждением.

    (Учитель дает задание одному ученику сделать несколько быстрых качаний велосипедным насосом, прикрывая выходное отверстие пальцем.)

    Учитель. Что ощущает палец?

    Ученик Е. Тепло.

    Учитель. Значит, при сильном и быстром сжатии газ нагревается. Это явление используется в дизельных двигателях. У этих двигателей горючая смесь воспламеняется благодаря сжатию. О дизельных двигателях расскажет ученик П., он подготовил небольшое сообщение.

    Ученик П. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия сконструировал в 1897 г. немецкий инженер Рудольф Дизель. По имени изобретателя этот двигатель назван дизелем. В цилиндре дизеля происходит сжатие не горючей смеси, а чистого воздуха, который разогревается при сжатии до 650 °С. В момент подхода поршня к верхнему положению, в цилиндр подается топливо через форсунку. В цилиндре топливо воспламеняется. Дизель более экономичен и имеет выше коэффициент полезного действия. Дизельные двигатели приводят в действие большегрузные автомобили, тракторы, суда, тепловозы.

    Учитель. Подведем итог урока. Что мы изучили сегодня?

    Ученик Е. Мы рассмотрели работу и устройство двигателя внутреннего сгорания.

    Учитель. Почему он так называется?

    Ученик Г. Потому, что в таких двигателях топливо сгорает внутри цилиндра.

    Учитель. Теперь «озвучим» диафильм. (Показывает фрагменты из диафильма.) Какие такты совершаются в цилиндре? (На экране демонстрируются различные такты.)

    Ученик В. Эти такты называются сжатием, впуском, рабочим ходом, выпуском.

    Учитель. Вы познакомились с двигателями внутреннего сгорания двух типов. Что общего у этих двигателей?

    Ученик В. Это тепловые машины, в которых механическая работа выполняется за счет внутренней энергии топлива. В одном из них горючая смесь воспламеняется посредством искры от свечи, в другом же топливо воспламеняется в воздухе, нагретом до высокой температуры, благодаря сжатию.

    Учитель. К какому виду двигателей можно отнести огнестрельное оружие?

    Ученик Д. К двигателям внутреннего сгорания.

    Учитель. О применении двигателя внутреннего сгорания мы будем говорить на следующем уроке. К этому уроку надо выполнить задание: взять интервью у главного механика, водителей слесарей-ремонтников автотранспортного цеха КАЭС, МУП МКХ, предложив им следующие вопросы:


    1. Сколько новых автомобилей предполагает получить в этом году?

    2. Какого типа двигатели установлены на тракторах и автомобилях?

    1. Какие мощности двигателей машин в автотракторном парке?

    1. Принимаются ли конструкторами машин меры по охране атмосферного воздуха от загрязнения?

    2. Каковы предельные скорости машин на улицах города?

    Желательно, чтобы те из вас, у которых родители работают на транспорте, взяли у них небольшие интервью по этим вопросам.

    Откройте дневники и запишите задание на дом: § 94, 95; задача № 112 из раздела «Задачи для повторения».

    Двигатель внутреннего сгорания

    ДВС или двигатель внутреннего сгорания — это механизм, который принадлежит к тепловым машинам. Принцип действия двигателя внутреннего сгорания — преобразование тепловой энергии, получаемой от сгорания жидкого топлива, в механическую.

    Поршни и шатуны

    Простейший ДВС состоит из блока двигателя — чугунной или алюминиевой детали, в которой вырезается рабочий цилиндр. По цилиндру, совершая возвратно-поступательные движения движется поршень. Поршень, как правило, сделан из легкого и прочного сплава, поскольку должен длительное время выдерживать значительные нагрузки и температуры, при этом не разрушаясь и не деформируясь.

    С одной стороны поршень соединен с шатуном. Это узел, обеспечивающий связь поршня с коленчатым валом. Представляет из себя цельнолитую деталь со сквозным неразъемным отверстием со стороны поршня и сквозным разъемным кольцом со стороны коленчатого вала. Шатун, соединенный с поршнем называется поршневой группой, поскольку сами по себе они практически бесполезны.

    Коленчатый вал

    Коленчатый вал — это вторая по массивности деталь двигателя. Представляет собой сложный вал, разбитый на условные сектора, некоторые из которых смещены относительно центра вращения вала. Каждый такой сектор отполирован до зеркальной поверхности и называется шейкой. Каждая шейка коленчатого вала — создана для того, чтобы работать в скользящей паре «шейка — шатун» или «шейка — опорный подшипник». Подшипники, на которых лежит коленвал, как правило скольжения. Он отполирован до зеркального состояния. На противоположной стороне колена, называемого шейкой, обычно делается наплыв для балансировки вала. Такая система называется кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

    Вал, соединенный с поршнем через шатун, создает жесткую структуру, которая обеспечивает преобразование вращательных движений коленвала в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре и наоборот.

    Сверху блок цилиндров закрывается головкой двигателя, в которой находится распределительнй вал, клапана и каналы впуска-выпуска. Распредвал жестко связан с коленвалом посредством цепной или ременной передачи. Распредвал открывает и закрывает впускные и выпускные клапана. Такая конструкция применяется в четырехтактном двигателе Отто. Этот механизм ДВС называется газораспределительный механизм (ГРМ). Он обеспечивает отвод выхлопных газов из цилиндра, впуск топливовоздушной смеси в цилиндр перед тактом сжатия, обеспечивает герметичность камеры во время сжатия и сгорания топливной смеси.

    Система запускается с помощью стартера. Стартер представляет собой либо механический привод, например педаль в мопедах и некоторых мотоциклах, или шнур в мотопилах или газонокосилках. В четырехтактных двс используется, как правило электрический стартер, который приводится в движение с помощью аккумуляторной батареи.

    Двигатель внутреннего сгорания может быть двух, четырех и даже шести тактным.

    Такты ДВС

    Каждый такт поршневого двигателя внутреннего сгорания обозначает завершенное действие. Например в двухтактном двигателе тактов два — первый — рабочий, когда топливо засасывается, одновременно с выходом наружу отработанных газов, второй — когда топливо сжимается и происходит его сгорание. В двухтактном двигателя каналы впуска и выпуска входят прямо в цилиндр, но расположены на разному ровне, что позволяет отработанным газам выходить раньше, чем поршень открывает второй, впускной канал.

    Четырехтактный двигатель, соответственно, имеет четыре этапа действия.

    Первый — поршень идет вниз, при этом открыт впускной клапан открыт — в рабочий объем засасывается порция топливно-воздушной смеси (ТВС).

    Второй такт — оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая ТВС. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки (ВМТ), второй такт заканчивается.

    Начинается третий такт — поршень проходит ВМТ, коленвал при этом поворачивается примерно на два-три градуса и происходит запал ТВС путем мощной искры из свечи зажигания. ТВС воспламеняется и начинает расширяться, активно сгорая. Поршень уходит вниз. В нижней мертвой точке НМТ, заканчивается третий такт.

    Четвертый такт — поршень идет вверх, открывается выпускной клапан цилиндра — отработанные газы выходят в выхлопной коллектор.

    Преимуществом четырехтактного двигателя является высокий коэффициент наполнения во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, низкая чувствительность к падению давления в выпускной системе, возможность управления кривой наполнения путем подбора фаз газораспределения и конструкцией впускной системы. Почти все автомобильные двигатели это четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Они обладают множеством характеристик – такие как крутящий момент, мощность, степень сжатия, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных особенностей.

    Любой ДВС — это по сути насос, который способен черпать энергию из прокачиваемого топлива, сгораемого в нем в процессе прокачки.

    Из чего состоит двигатель?

    Двигатель внутреннего сгорания четырехтактный — Энциклопедия по машиностроению XXL

    В 1862 г. французский изобретатель Бо де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл 1) всасывание 2) сжатие 3) горение и расширение 4) выхлоп. Эта идея была использована немецким изобретателем  [c.109]

    Для двухтактных машин двойного действия (паровых и двигателей внутреннего сгорания), четырехтактных тандем-машин двойного действия. . ……….  [c.431]


    Остановимся подробнее на описа-тши процесса, протекающего в цилиндре четырехтактного двигателя внутреннего сгорания за четыре хода  [c.132] МАЛОЛИТРАЖНЫЙ АВТОМОБИЛЬ С ДВУХЦИЛИНДРОВЫМ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ  [c.203]

    Рабочим циклом называется совокупность характерных процессов, происходящих в двигателе в определенной последовательности во время его работы. Для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания рабочий цикл состоит из четырех тактов (впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход, выпуск).  

    [c.56]

    Н. Отто, построившим в 1878 г. первый четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. КПД этого двигателя достигал 22%, что превосходило значения, полученные при использовании двигателей всех предшествующих типов.  [c.109]

    На рис. 7.1 изображены схема четырехтактного двигателя внутреннего сгорания и диаграмма его рабочего процесса в р — ц-ко-ординатах. Цилиндр двигателя 1 снабжен двумя клапанами — впускным 2 и выхлопным 4. Открытие и закрытие их осуществляются  [c.109]

    Рис. 7.1. Схема четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (а) и диаграмма его рабочего процесса в р — о-координатах (б)
    Рассмотренные рабочие циклы в цилиндре двигателя внутреннего сгорания могут быть осуществлены за четыре или за два такта (хода поршня). В первом случае цикл называется четырехтактным, во втором — двухтактным.  
    [c.231]

    Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания, как уже указывалось, говорит о том, что около 30% вводимого в него тепла уносится отходящими газами и около 30%— охлаждающей водой. Температура отходящих газов при полной нагрузке составляет у четырехтактных двигателей 360—420° С и у двухтактных 280—320° С (меньшая температура у двухтактных двигателей объясняется подачей в цилиндр продувочного воздуха, который, проходя через окна, смешивается с отработавшими газами, в результате чего снижается их температура). Используя некоторую часть тепла отходящих газов для промышленных и бытовых нужд (отопление домов, прачечные, тепличное хозяйство), можно довольно значительно (до 25%) повысить экономичность установки и ее общий к. п. д. (до 50—55%). Тепло в таких случаях используют в котлах-утилизаторах.  [c.444]


    Двигатели внутреннего сгорания — дизельные и карбюраторные — имеют высокий эффективный КПД — до 40% (первые) и до 35% (вторые). Они применяются главным образом на транспорте. Максимальная температура циклов — 2200—2600° С. КПД эквивалентного цикла Карно равен 85—88%, что указывает на достаточно большой резерв для совершенствования. При желании получить большую удельную мощность применяют двухтактные две, теряя несколько в экономичности, в противоположном случае — четырехтактные. Расход горючего у дизельных — 220—230 г/кВт-ч, у карбюраторных — 270—300 г/кВт-ч.  
    [c.142]

    В 1824 г. основоположник термодинамики С. Карно предсказал теоретический рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), соответствующий четырем ходам поршня I — всасывание воздуха  [c.95]

    Рис. 4.1. Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием
    Пример 2. В четырехтактном одноцилиндровом двигателе внутреннего сгорания требуется привести силу давления газов в цилиндре к кривошипу АВ (фиг. 21). Закон изменения силы в функции угла поворота кривошипа показан на фиг. 22.  
    [c.34]

    Действие произвольной периодической возмущающей силы (способ разложения на гармонические составляющие). В практических приложениях часто встречаются периодические возмущающие силы более сложного характера, чем рассмотренные выше. Так, на рис. IV. 15, а показан закон изменения крутящего момента, создаваемого четырехтактным двигателем внутреннего сгорания. Другой пример (периодические безмассовые удары) показан на рис. IV. 15, б.  [c.209]

    В годы создания первого самолета в технике машиностроения произошли важные события. В 1876 г. Н. Отто сконструировал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, а в конце 80-х годов началось их массовое промышленное производство. Однако эти двигатели были еще несовершенны, тяжелы, и следующие после А. Ф. Можайского конструкторы самолетов продолжали применять испытанные и надежные паровые машины.  

    [c.270]

    Рассмотренный выше метод моделирования на -сетках был применен для определения температурных полей и исследования влияния граничных условий на температурные поля поршней и втулок двухтактных и четырехтактных двигателей внутреннего сгорания А  [c.407]

    Поршневой стартер. представляет собой небольшой двухтактный или четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, приводимый в свою очередь в действие электростартером. Такой стартер (типа Ридель ) применялся на первых турбореактивных двигателях ЮМО-004 и БМВ-003 с тягой в 700— 900 кГ. Он развивал мощность до 12—15 л. с.  [c.186]

    Поршневые двигатели внутреннего сгорания являются самыми распространенными тепловыми двигателями. Наибольшее применение получил четырехтактный двигатель, конструктивная схема которого представлена на рис. 9.1, в. Принцип его работы целесообразно рассмотреть с одновременным построением диаграммы в координатах давления р и объема W.  

    [c.109]

    Какую энергию преобразуют двигатели внутреннего сгорания в механическое движение Какие типы двигателей внутреннего сгорания применяют в приводах строительных машин На каких видах топлива они работают Что такое рабочий цикл или рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания Что такое такт Опишите рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Чем отличается от него рабочий цикл дизеля Для чего в конструкциях двигателей внутреннего сгорания применяют несколько рабочих цилиндров Каков порядок их работы Каково назначение маховика в конструкции двигателя внутреннего сгорания  [c.75]
    Векторные диаграммы могут быть весьма сложными, например в диаграммах давлений на шейки и подшипники коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, в особенности у четырехтактных, где полярный угол диаграммы изменяется от нуля до 720°. На рис. 17.8 приведены векторные диаграммы нагрузки на шатунную шейку и подшипник автомобильного двигателя при частоте вращения коленчатого вала 2800 мин- .  [c.261]

    Так, например, четырехтактный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания не дает абсолютно равномерного вращения ввиду дискретности моментов зажигания — за время полного оборота происходят вспышки горючей смеси в трех цилиндрах. Поэтому, если такой двигатель делает 600 об/мин, то вал двигателя испытывает за это время 1800 толчков. Толчки эти могут быть не опасны, если ни одно звено механизма, приводимого в действие двигателем, не имеет собственной частоты колебаний, равной 1800 пер/мин. Если же такое звено имеется, то толчки, порождаемые  [c.49]

    На всех отечественных автопогрузчиках установлены двигатели внутреннего сгорания. В карбюраторных четырехтактных двигателях модели ГАЗ-51 (табл. 5) и ее модификациях (ГАЗ-63, ГАЗ-51А), имеющих одинаковую конструктивную схему (рис. 5), шесть цилиндров расположены в один ряд. У двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-66, МеМЗ-966 (табл. 6) цилиндры размещены в два ряда под углом 90°.  [c.13]

    Определить индикаторную мощность одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания 1410,5/13 при среднем индикаторном давлении 0,67 МПа. Диаметр цилиндра 105 мм и ход поршня 130 мм. Частота вращения вала в минуту 1500.  [c.184]

    Наибольшее распространение для охлаждения скоропортящихся продуктов в изотермических контейнерах получили холодильные агрегаты, включающие силовой привод. Агрегат монтируют таким образом, чтобы обеспечивалась легкая замена отдельных узлов. Компрессор и другие узлы высокого давления устанавливают снаружи, а испаритель — внутри емкости, оборудованной термоизоляцией. К силовому приводу на судне или терминале подводится электропитание, а при перевозке наземными видами транспорта подается топливо. Холодильный агрегат контейнера оснащается электромотором и двигателем внутреннего сгорания. Агрегат включает четырехцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель с водяным охлаждением и автоматическим управлением. Холодильный агрегат может быть использован в случае необходимости для подогрева груза. Контроль температуры осуществляется с помощью контактных термометров. При перевозке контейнера в грузовых помещениях судна бензиновый топливный бак снимается.  [c.98]

    Предисловие к статье М. А. Левина Исследование процесса всасывания четырехтактного быстроходного двигателя внутреннего сгорания . — Техника воздуш. флота, 1929, № 4, с. 212.  [c.420]

    Так, в частности, степень технологичности будет различна не только у двигателей внутреннего сгорания с различными циклами Дизеля и Отто, но и у двухтактных и четырехтактных, с наддувом и без наддува, многоцилиндровых и одноцилиндровых.  [c.700]

    Цикл может соответствовать одному или нескольким оборотам начального звена. Так, например, вал насоса с кривошип-но-ползуиным механизмом в течение цикла делает один оборот. У четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в течение цикла коленчатый вал делает два оборота. В некоторых машинах один цикл соответствует и большему числу оборотов ведущего вала,  [c.306]

    П УЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ С ЧЕТЫРЕХТАКТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ  [c.210]

    Рассмотренный процесс работы двигателя внутреннего сгорания, как это вытекает из изложенного, происходит за четыре хода поршня (два оборота вала). Поэтому такие двигатели называются четырехтактными. Возможно осуществить этот же процесс и за два хода поршня (один оборот вала) путем установки специального продувоч-  [c.233]

    Рассмотрим механизм четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Конструктивная и кинематическая схемы этого двигателя показаны на рис. 1, а и 1, б. Механизм состоит из трех подвижных тел 2, 3, 4 VI одного неподвижного тела 1. Одно или несколько жестко соединенных тел, составляющих механизм, называют звенсм  [c.7]

    Исследованием влияния воды, добавляемой в топливо в различных концентрациях, на качество распыливания, смесеобразования и полноту сгорания топлива в дизелях занимался А. И. Абдепьфаттах [205] в Институте двигателей внутреннего сгорания Технического факультета в Александрии. Для испытаний были выбраны тихоходный и быстроходный четырехтактные дизели, основные данные которых приведены ниже  [c.245]

    Принцип действйя поршневого двигателя внутреннего сгорания. Автомобильные поршневые двигатели выполняются многоцилиндровыми, мотоциклетные — в основном одно-, двухцилиндровыми. Схема четырехтактного одноцилиндрового двигателя показана на рис. 2. Цилиндр 5, закрытый сверху головкой 7, закреплен на картере 4. К картеру присоединен поддон 1, в котором находится масло. В цилиндре перемещается поршень 6, соединенный пальцем 12 с верхней головкой шатуна 13. Поршень в цилиндре уплотнен кольцами 11. Нижняя головка шатуна соединена с шатунной шейкой коленчатого вала 3. Коленчатый вал имеет две коренные шейки, опирающиеся на подшипники 2, расположенные в картере. Шатунная шейка вала соединена с коренными — кривошипами. К фланцу коленчатого вала прикреплен маховик 14. В головке 7 размещены клапаны 8 и 10, служащие для впуска горючей смеси (в карбюраторном двигателе) или воздуха (в дизеле) и выпуска отработавших газов. Воспламенение рабочей смеси в карбюраторном двигателе осуществляется с помощью свечи 9. В двигателях с воспламенением от сжатия в головке  [c.15]


    Моторесурс двигателей внутреннего сгорания определяется обычно ресурсом цилиндропоршневой группы, зависящим от износостойкости деталей этой группы. Пыль, попадающая вместе с воздухом в цилиндры, частицы нагара и продукты износа вызывают абразивное разрушение рабочих поверхностей цилиндров и поршневых колец. Давление газов в цилиндре, а следовательно, и давление поршневых колец на стенки цилиндра имеет наибольшие значения в верхней его части, где условия смазывания неблагоприятны и поверхности трения имеют повышенную температуру, Поэтому в четырехтактных двигателях и двухтактных с прямоточной продувкой зона наибольшего износа цилиндров находится против газоуплотнительных колец в положении поршня в ВМТ, а наибольший износ — против верхнего кольца.  [c.264]

    Как уже отмечалось, диаграмма крутящий момент — угол поворота кривощцпа используется для двух основных целей во-первых, для определения частот, вызывающих крутильные колебания, а, во-вторых, для определения необходимых размеров маховика. При анализе крутильных колебаний удобнее применять не степенной ряд, а ряд Фурье, выражая результаты измерения крутящего момента в виде ряда, состоящего из постоянного члена и бесконечной суммы гармонических членов, период которых в 1, 2, 3, 4, 5,. .. раз меньше периода цикла, а именно Ф, 2ф, Зф и т. д. Для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания ряд Фурье будет содержать гармонические члены с периодом, равным 0,5 1 1,5 2 2,5,. .. периода вращения вала (напомним, что полный цикл четырехтактного двигателя занимает 720°). Если какая-либо гармоника совпадет с одной из собственных частот крутильных колебаний двигателя, то возникает резонанс. Таким образом, независимо от того, насколько плавно изменяется крутящий момент, он всегда содержит некоторые гармоники, и, следовательно, могут возбуждаться собственные колебания, если только момент не будет постоянным в течение цикла, что маловероятно.  [c.282]

    Из числа конструкций двигателей внутреннего сгорания, созданных по идеям Н.Р. Брилинга, уместно, кроме указанных короткоходных двигателей, упомянуть следующие одобренный в свое время Рикардо двигатель ДвоСжаРас ) мощностью 100 л. с., в котором часть цилиндров работала по двухтактному циклу, а часть — по четырехтактному двигатели М-33 мощностью 600 л. с. для авиации и мощностью 400 л. с. для танков (совместно с инженером Виттом) двухтактный 24-цилиндровый авиационный двигатель ФЭД-8 мощностью 3000 л. с. (совместно с акад. Б. С. Стечкиным) двухтактный двигатель для подводной лодки мощностью 300 л. с. (в сообществе с проф. Трипклером) малолитражный четырехместный автомобиль НАМИ и значительное число конструкций аэросаней.  [c.259]


    Урок по физике на тему » Двигатель внутреннего сгорания» (8 класс)

    Урок 20. Тема урока: Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина.

    Цель: Познакомить учащихся с устройством тепловых машин: ДВС и паровой турбиной.

    Задачи:

    образовательные: познакомить учащихся с устройством и схемой работы двигателя внутреннего сгорания и паровой турбиной.

    развивающие: способствовать формированию у учащихся научно-технического мышления;

    воспитательные: обратить внимание учащихся на значение охраны окружающей среды в связи с использованием тепловых машин.

    Структура урока:

     1. Организационный момент

     2. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний.

     3. Изучение нового материала  

     4. Закрепление нового материала. Тест.

     6. Подведение итогов урока.

     7. Рефлексия.

     8. Домашнее задание.

     

    Ход урока:

    1. Организационный момент. Приветствие. Выявление отсутствующих. Проверка готовности учащихся к уроку.

    2. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний.

    Что значит использовать запасы внутренней энергии, содержащейся в топливе? (совершить за счет нее полезную работу, например, поднять груз и т.п., т.е. внутреннюю энергию топлива превратить в механическую).

    Опишите опыт  нагревания пробирки с водой, плотно закрытой пробкой.

    Какие двигатели называют тепловыми? (Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию).

    Какие переходы и превращения энергии происходят в них? (энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию).

    Какие виды тепловых  двигателей вам известны? (паровая машина, паровая и газовая турбины, ДВС, реактивный двигатель)

    3. Изучение нового материала.

      Сегодня мы с Вами на уроке рассмотрим устройство и принцип действия двух видов тепловых двигателей, это ДВС и паровая турбина. Почему их так назвали? Как они устроены? Какие физические явления происходят при сгорании топлива в этих двигателях? Где их применяют? На  эти и другие вопросы нам предстоит найти ответ. (Запись темы урока на доске и в тетрадях учащихся). ( слайд 1).

    Мы свами вспомнили что называется тепловыми машинами и как они работают ( слайды 2,3). А также знаем несколько видов тепловых двигателей.( слайд 4).

    Рассмотрим ДВС.

      Создание нового типа тепловой машины – ДВС, — явилось логическим продолжением развития новых, более совершенных типов машин.

      Перед нами модель простейшего двигателя внутреннего сгорания в разрезе. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и название его. ( слайд 5).

     

    Устройство теплового двигателя. ДВС представляет собой цилиндр, в котором перемещается поршень (3), соединенный с помощью шатуна (4) с коленчатым валом (5) и маховиком (6). Именно с помощью массивного махового колеса, которое насажено на вал двигателя, поршень выводится из двух крайних точек, которые называются «мертвыми точками». В верхней части имеются 2 клапана, автоматически открывающиеся и закрывающиеся в нужные моменты. Через 1 клапан(1) в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи(7) и через 2 клапан(2) выпускаются отработавшие газы.

    Предлагается опорный конспект ОК: Состав ДВС (слайд 5) (с записью в тетрадях)

    1.      Цилиндр  (сгорание горючей смеси – пары бензина и воздуха)

    2.      Поршень → шатун → коленчатый вал → маховик

    3.      Два клапана (периодически открываются и закрываются)

    4.      Горючая смесь через 1 клапан → в цилиндр → воспламеняется с помощью свечи → через 2 клапан → выпуск отработанных газов

     Рассмотрим подробно схему работы такого двигателя.

     Рассказ сопровождается показом на модели простейшего ДВС, а затем в анимации .

    ОК: Цикл работы ДВС (слайд 6): (с записью в тетрадях)

    1 такт – впуск (цилиндр заполняется горючей смесью)

    2 такт – сжатие (сжатие, воспламенение и сгорание горючей смеси)

    3 такт – рабочий ход (нагретые газы расширяются → движение поршня)

    4 такт – выпуск (выход продуктов сгорания в атмосферу)

     

    Применение: В автомобилях (4х-цилиндровые) – анимация №2. Бывают и 8-цилиндровые ДВС.

    Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

    Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные ДВС устанавливают на речных и морских судах. Тепловые двигатели — паровые турбины — устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном — поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном — ДВС и паровые турбины; на ж/д – тепловозы  с дизельными установками; в авиации — поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.

    Рассмотрим принцип действия паровых турбин. ( слайд 8)

    Схема устройства:

    1 – сопла

    2 – лопатки

    3 – струи пара из котла

    4 – диск

    5 – вал

    Принцип действия: Струи пара (из сопел) → давление на лопатки → диск турбины вращается

    Применение: Тепловых электростанциях и на кораблях.

    4. Закрепление материала.

    Выслушиваем доклады учащихся по теме: Какие экологические проблемы породили тепловые двигатели? Каковы пути их решения?

    Предлагается тест для закрепления материала по теме Тепловые двигатели в презентации уроке 19 с Слайда 9. И в Приложении 1

    5. Подведение итогов. Выставление оценок.

    6. рефлексия.

    7. Домашнее задание. Параграфы 22-23, вопросы в конце параграфа.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Приложение 1.

     

    1.Тепловыми  двигателями  называют  машины, в  которых…

     

    А. …кинетическая  энергия  превращается  в  потенциальную

    Б. …механическая  энергия  превращается  во  внутреннюю  энергию

    В. …внутренняя  энергия  превращается  в  механическую  энергию.

     

    2. Наличие каких составных частей обязательно для работы теплового двигателя?

     

    А. Рабочего тела – пара или газа.

    Б. Камеры сгорания топлива или парового котла с топкой.

    В. Отвода отработанного пара или газа.

    Г. Нагревателя, рабочего тела, холодильника.

     

    3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?

     

    А. Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива.

    Б. У которого топливо сгорает внутри рабочего цилиндра двигателя.

    В. Для которого используется жидкое топливо, вводимое непосредственно в двигатель.

     

    4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания?

     

    А. Сжатия, выпуска, рабочего  хода, впуска

    Б. Рабочего  хода, впуска, сжатия, выпуска.

    В. Впуска, сжатия, рабочего  хода, выпуска.

     

    5. Зачем для работы двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу?

     

    А. Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы.

    Б. Чтобы маховик вращал вал двигателя в интервалах времени между рабочими ходами.

    В. Чтобы маховик во время рабочего хода запасал энергию, нужную для работы двигателя внутреннего сгорания?

     

    Ответ: 1 В;   2 Г;  3 Б;    4 В;   5 А.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Тест по теме: Тепловые двигатели

    1.Тепловыми  двигателями  называют  машины, в  которых…

    А. …кинетическая  энергия  превращается  в  потенциальную

    Б. …механическая  энергия  превращается  во  внутреннюю  энергию

    В. …внутренняя  энергия  превращается  в  механическую  энергию.

    2. Наличие каких составных частей обязательно для работы теплового двигателя?

    А. Рабочего тела – пара или газа.

    Б. Камеры сгорания топлива или парового котла с топкой.

    В. Отвода отработанного пара или газа.

    Г. Нагревателя, рабочего тела, холодильника.

    3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?

    А. Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива.

    Б. У которого топливо сгорает внутри рабочего цилиндра двигателя.

    В. Для которого используется жидкое топливо, вводимое непосредственно в двигатель.

     4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания?

    А. Сжатия, выпуска, рабочего  хода, впуска

    Б. Рабочего  хода, впуска, сжатия, выпуска.

    В. Впуска, сжатия, рабочего  хода, выпуска.

    5. Зачем для работы двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу?

    А. Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы.

    Б. Чтобы маховик вращал вал двигателя в интервалах времени между рабочими ходами.

    В. Чтобы маховик во время рабочего хода запасал энергию, нужную для работы двигателя внутреннего сгорания?

     

     

    Тест по теме: Тепловые двигатели

    1.Тепловыми  двигателями  называют  машины, в  которых…

    А. …кинетическая  энергия  превращается  в  потенциальную

    Б. …механическая  энергия  превращается  во  внутреннюю  энергию

    В. …внутренняя  энергия  превращается  в  механическую  энергию.

    2. Наличие каких составных частей обязательно для работы теплового двигателя?

    А. Рабочего тела – пара или газа.

    Б. Камеры сгорания топлива или парового котла с топкой.

    В. Отвода отработанного пара или газа.

    Г. Нагревателя, рабочего тела, холодильника.

    3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?

    А. Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива.

    Б. У которого топливо сгорает внутри рабочего цилиндра двигателя.

    В. Для которого используется жидкое топливо, вводимое непосредственно в двигатель.

     4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания?

    А. Сжатия, выпуска, рабочего  хода, впуска

    Б. Рабочего  хода, впуска, сжатия, выпуска.

    В. Впуска, сжатия, рабочего  хода, выпуска.

    5. Зачем для работы двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу?

    А. Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы.

    Б. Чтобы маховик вращал вал двигателя в интервалах времени между рабочими ходами.

    В. Чтобы маховик во время рабочего хода запасал энергию, нужную для работы двигателя внутреннего сгорания?

     

     

    Презентация «двигатель внутреннего сгорания». Презентация «двигатели внутреннего сгорания» Презентация по физики двигатель внутреннего сгорания

    Двигатели внутреннего сгорания

    Учебный центр «ОНикС»


    Устройство двигателя внутреннего сгорания

    1 — головка цилиндра;

    2 — цилиндр;

    3 — поршень;

    4 — поршневые кольца;

    5 — поршневой палец;

    7 — коленчатый вал;

    8 — маховик;

    9 — кривошип;

    10 — распределительный вал;

    11 — кулачок распределительного вала;

    12 — рычаг;

    13 — клапан;

    14 — свеча зажигания


    Верхнее крайнее положение поршня в цилиндре называется верхней мертвой точкой (в. м. т.)


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Нижнее крайнее положение поршня в цилиндре называется нижней мертвой точкой


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Расстояние, проходимое поршнем от одной до другой мертвой точки, называется

    ходом поршня S .


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Объем V с над поршнем, находящимся в в. м. т., называется объемом камеры сгорания


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Объем V п над поршнем, находящимся в н. м. т. называется

    полным объемом цилиндра .


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Объем Vр, освобождаемый поршнем при его перемещении от в. м. т. к н. м. т., называется рабочим объемом цилиндра .


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Рабочий объем цилиндра

    Где: D — диаметр цилиндра;

    S — ход поршня.


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Полный объем цилиндра

    V c +V h = V n


    Параметры двигателей внутреннего сгорания

    Степень сжатия


    Рабочие циклы двигателей внутреннего сгорания

    4-х тактный

    2-х тактный


    двигателя .

    Первый такт — впуск .

    Поршень перемещается от в. м. т. к н. м. т., впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разрежение 0,7- 0,9 кгс/см и горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха, поступает в цилиндр.

    Температура смеси в конце впуска

    75-125°С.


    Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

    Второй такт- сжатие .

    Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т., оба клапана закрыты. Давление и температура рабочей смеси повышаются, достигая к концу такта соответственно

    9-15 кгс/см 2 и 35О-50О°С.


    Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

    Третий такт — расширение, или рабочий ход .

    В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой, происходит быстрое сгорание смеси. Максимальное давление при сгорании достигает 30-50 кгс/см 2 , а температура 2100-2500°С.


    Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя .

    Четвертый такт — в ы п у с к

    Поршень перемещается от

    н.м.т. к в.м.т., выпускной клапан открыт. Отработавшие газы выпускаются из цилиндра в атмосферу. Процесс выпуска протекает при давлении выше атмосферного. К концу такта давление в цилиндре снижается до 1,1-1,2 кгс/см 2 , а температура — до 70О-800°С.


    Работа четырехтактного карбюраторного двигателя .


    Разделенная вихрекамерная камера сгорания


    Формы камер сгорания у дизелей

    Разделенная форкамерная камера сгорания


    Формы камер сгорания у дизелей

    Полуразделенная камера сгорания


    Формы камер сгорания у дизелей

    Неразделенная камера сгорания


    Установка на клапане ширмы

    Тангенциальное расположение канала

    Винтовой канал


    Способы создания вихревого движения заряда во время впуска

    Винтовой канал


    Принцип работы дизельного двигателя .


    двигателя .


    Работа двухтактного карбюраторного двигателя .

    В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения. Изобретатели взялись за конструирование двигателей, способных заменить паровую машину, при этом топливо сгорало бы не в топке, а непосредственно в цилиндре двигателя.1799 году Филипп Лебонсветильный газ ФранцииЕвропыпаровую машину топке цилиндре двигателя

    В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебонвынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.1801 году ЛебонкомпрессоргазогенераторацилиндрЛебон 1804 году

    Жан Этьен Ленуар В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.паровой машиной Жану Этьену Ленуарудвигатель на основе этой идеи Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

    Август Отто К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном

    К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.двигатель Отто

    Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.1877 году Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.Бо де Роша Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.1897 году ЕвропеРоссии МосквеПетербурге

    Поиски нового горючего Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.1872 году Брайтон Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно. Брайтон 1872 году

    Бензиновый двигатель Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Вероятно, первым его изобретателем можно назвать Костовича О.С., предоставившим работающий прототип бензинового двигателя в 1880 году. Однако его открытие до сих пор остается слабо освещенным. В Европе в создании бензиновых двигателей наибольший вклад внес немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлервместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.бензиновый двигатель Костовича О.С.Готлиб Даймлер ДаймлерВильгельмом Майбахом 1882 году

    Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой в цилиндр.газогенератора 1883 году калильный бензиновый двигатель раскалённой трубочки цилиндр

    Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки. Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.карбюратора Донат Банки 1893 годужиклёромбензинмелко распылять его в воздухе Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.объём цилиндра В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.XIX векаXX


    1 слайд

    2 слайд

    Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) – это устройство, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. ДВС классифицируют: По назначению — делятся на транспортные, стационарные и специальные. По роду применяемого топлива — легкие жидкие (бензин, газ), тяжелые жидкие (дизельное топливо). По способу образования горючей смеси — внешнее (карбюратор) и внутреннее у дизельного ДВС. По способу воспламенения (искра или сжатие). По числу и расположению цилиндров разделяют рядные, вертикальные, оппозитные, V-образные, VR-образные и W-образные двигатели.

    3 слайд

    Элементы ДВС: Цилиндр Поршень — двигается внутри цилиндра Клапан впрыска топлива Свеча – производит зажигание топлива внутри цилиндра Клапан выпуска газа Коленчатый вал — раскручивается поршнем

    4 слайд

    Циклы работы поршневых ДВС Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по количеству тактов в рабочем цикле на двухтактные и четырёхтактные. Рабочий цикл в поршневых двигателях внутреннего сгорания состоит из пяти процессов: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска.

    5 слайд

    6 слайд

    1. В процессе впуска поршень перемещается от верхней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н.м.т.), а освобождающееся надпоршневое пространство цилиндра заполняется смесью воздуха с топливом. Из-за разности давлений во впускном коллекторе и внутри цилиндра двигателя при открытии впускного клапана смесь поступает (всасывается) в цилиндр

    7 слайд

    2. В процессе сжатия оба клапана закрыты и поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т. и уменьшая объём надпоршневой полости, сжимает рабочую смесь (в общем случае рабочее тело). Сжатие рабочего тела ускоряет процесс сгорания и этим предопределяет возможную полноту использования тепла, выделяющегося при сжигании топлива в цилиндре.

    8 слайд

    3. В процессе сгорания происходит окисление топлива кислородом воздуха, входящего в состав рабочей смеси, вследствие чего давление в надпоршневой полости резко возрастает.

    9 слайд

    4. В процессе расширения раскаленные газы, стремясь расшириться, перемещают поршень от в.м.т. к н.м.т. Совершается рабочий ход поршня, который через шатун передает давление на шатунную шейку коленчатого вала и проворачивает его.

    10 слайд

    5. В процессе выпуска поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и через второй открывающийся к этому времени клапан, выталкивает отработавшие газы из цилиндра. Продукты сгорания остаются только в объёме камеры сгорания, откуда их нельзя вытеснить поршнем. Непрерывность работы двигателя обеспечивается последующим повторением рабочих циклов.

    11 слайд

    12 слайд

    История автомобиля История автомобиля началась ещё в 1768 году вместе с созданием паросиловых машин, способных перевозить человека. В 1806 году появились первые машины, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания на англ. горючем газе, что привело к появлению в 1885 году повсеместно используемого сегодня газолинового или бензинового двигателя внутреннего сгорания.

    13 слайд

    Изобретатели-первопроходцы Немецкий инженер Карл Бенц, изобретатель множества авто- мобильных технологий, считается изобретателем и современного автомобиля.

    14 слайд

    Карл Бенц В 1871 году совместно с Августом Риттером организовал механическую мастерскую в Мангейме, получил патент на двухтактный бензиновый двигатель, вскоре им были запатентованы системы будущего автомобиля: акселератор, систему зажигания, карбюратор, сцепление, коробку передач и радиатор охлаждения.

    Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич

    Руководитель: мастер производственного обучения

    МАОУ ДО МУК «Эврика»

    Баракаева Фатима Курбанбиевна



    • Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля.
    • Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

    • Существуют следующие типы двигателей (ДВС):
    • бензиновые
    • дизельные
    • газовые
    • газодизельные
    • роторно-поршневые

    • Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения.
    • Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо . Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

    Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя


    • используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

    • Современный автомобиль, чаще 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.

    • Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
    • После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

    Четвертый такт — такт выпуска

    • 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.

    Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

    Описание презентации по отдельным слайдам:

    1 слайд

    Описание слайда:

    Двигатель автомобиля Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич 11 класс Руководитель: мастер производственного обучения МАОУ ДО МУК «Эврика» Баракаева Фатима Курбанбиевна

    2 слайд

    Описание слайда:

    3 слайд

    Описание слайда:

    Двигатель автомобиля Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля. Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

    4 слайд

    Описание слайда:

    Типы двигателей Существуют следующие типы двигателей (ДВС): бензиновые дизельные газовые газодизельные роторно-поршневые

    5 слайд

    Описание слайда:

    Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.д.

    6 слайд

    Описание слайда:

    Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания. Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения. Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо. Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

    7 слайд

    Описание слайда:

    Газовые двигатели Газовые двигатели используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

    8 слайд

    Описание слайда:

    Принцип работы двигателя внутреннего сгорания Современный автомобиль, чаще 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).

    9 слайд

    Описание слайда:

    Первый такт — такт впуска 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.

    10 слайд

    Описание слайда:

    Второй такт — такт сжатия 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.

    11 слайд

    Описание слайда:

    Третий такт — рабочий ход Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля. После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

    12 слайд

    Описание слайда:

    Четвертый такт — такт выпуска 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. Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

    Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) принцип работы

    Двигатель внутреннего сгорания

    В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

    Различают следующие основные типы двигателей внутреннего сгорания: поршневой, роторно-поршневой и газотурбинный. Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС, поэтому устройство и принцип работы рассмотрены на его примере.

    Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются: автономность, универсальность (сочетание с различными потребителями), невысокая стоимость, компактность, малая масса, возможность быстрого запуска, многотопливность.

    Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся: высокий уровень шума, большая частота вращения коленчатого вала, токсичность отработавших газов, невысокий ресурс, низкий коэффициент полезного действия.

    В зависимости от вида применяемого топлива различают бензиновые и дизельные двигатели. Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива – метанол и этанол, водород.

    Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т.к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

    Устройство двигателя внутреннего сгорания

    Поршневой двигатель внутреннего сгорания включает корпус, два механизма (кривошипно-шатунный и газораспределительный) и ряд систем (впускную, топливную, зажигания, смазки, охлаждения, выпускную и систему управления).

    Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

    Впускная система предназначена для подачи в двигатель воздуха. Топливная система питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.

    Система зажигания осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.

    Система смазки выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы, обеспечивает система охлаждения. Важные функции отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности предписаны выпускной системе.

    Система управления двигателем обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания.

    Работа двигателя внутреннего сгорания

    Принцип работы двигателя

    Принцип работы ДВС основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.

    Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель): впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

    Во время тактов впуск и рабочий ход происходит движение поршня вниз, а тактов сжатие и выпуск – вверх. Рабочие циклы в каждом из цилиндров двигателя не совпадают по фазе, чем достигается равномерность работы ДВС. В некоторых конструкциях двигателей внутреннего сгорания рабочий цикл реализуется за два такта – сжатие и рабочий ход (двухтактный двигатель).

    На такте впуск впускная и топливная системы обеспечивают образование топливно-воздушной смеси. В зависимости от конструкции смесь образуется во впускном коллекторе (центральный и распределенный впрыск бензиновых двигателей) или непосредственно в камере сгорания (непосредственный впрыск бензиновых двигателей, впрыск дизельных двигателей). При открытии впускных клапанов газораспределительного механизма воздух или топливно-воздушная смесь за счет разряжения, возникающего при движении поршня вниз, подается в камеру сгорания.

    На такте сжатия впускные клапаны закрываются, и топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндрах двигателя.

    Такт рабочий ход сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси (принудительное или самовоспламенение). В результате возгорания образуется большое количество газов, которые давят на поршень и заставляют его двигаться вниз. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, которое затем используется для движения автомобиля.

    При такте выпуск открываются выпускные клапаны газораспределительного механизма, и отработавшие газы удаляются из цилиндров в выпускную систему, где производится их очистка, охлаждение и снижение шума. Далее газы поступают в атмосферу.

    Рассмотренный принцип работы двигателя внутреннего сгорания позволяет понять, почему ДВС имеет небольшой коэффициент полезного действия — порядка 40%. В конкретный момент времени как правило только в одном цилиндре совершается полезная работа, в остальных – обеспечивающие такты: впуск, сжатие, выпуск.

    Оценка технологий повышения топливной экономичности легковых автомобилей — 2025–2035 гг. | The National Academy Press

    сложнее в управлении. С другой стороны, версии с мокрым сцеплением требуют насоса и, если требуется чрезмерное проскальзывание сцепления для решения проблем клиента, могут достигать меньшего, чем теоретическое FE. Кроме того, несмотря на более низкую стоимость разборки, фактическая стоимость сложного сцепления и органов управления при относительно небольшом объеме делает их более дорогими, чем обычное сцепление и органы управления.Первоначально DCT разрабатывались в Европе, где производственная инфраструктура трансмиссии была основана на механических коробках передач, и, что немаловажно, ожидания клиентов были такими же. В начале-середине 2000-х EPA, NHTSA и автопроизводители полагали, что DCT станут важной тенденцией на рынке США. Тем не менее, попытки некоторых автопроизводителей внедрить эту технологию на рынок США столкнулись со значительными проблемами со стороны клиентов — например, клиенты, привыкшие к производительности автоматической коробки передач на основе гидротрансформатора, похоже, имеют проблемы с пусковым сцеплением, в основном на более низких оборотах. скорости.Поэтому некоторые автопроизводители с тех пор отказались от DCT, а другие автопроизводители отказались от планов внедрения до запуска. Даже некоторые европейские люксовые бренды, которые не сталкивались с такими проблемами, возвращаются к обычной автоматической коробке передач. Помимо опасений потребителей, привлекательность DCT для экономии топлива также уменьшилась. Как описано выше, планетарная автоматика, эволюционировавшая до 8-, 9- и 10-ступенчатой, была улучшена, чтобы сократить разрыв без того же уровня риска. Ожидается, что к 2020 году DCT будут составлять менее 5% U.S. рынке и не ожидается заметного роста. В отчете NRC за 2015 г. NHTSA и EPA рекомендовали отразить это заниженное ожидание в своих анализах.

    Таким образом, автоматические трансмиссии, в первую очередь 8-, 9- и 10-ступенчатые планетарные системы, продолжают расширяться на рынке США и предлагают улучшение экономии топлива примерно на 2–3%, постепенно увеличивающееся до усовершенствованной 6-ступенчатой. Возможны дальнейшие улучшения, но, вероятно, их ценность будет уменьшаться. Различные типы трансмиссии будут по-прежнему использоваться, поскольку различия между ними не указывают на какую-либо явную выигрышную технологию, и они продолжают становиться более похожими с точки зрения экономии топлива и затрат.Их преимущества в экономии топлива также могут быть взаимозависимы с технологией двигателя, поэтому двигатель и трансмиссию следует рассматривать как систему. Исторически сложилось так, что автоматические трансмиссии демонстрировали потенциал неудовлетворенности клиентов, и любое стремление повысить их эффективность должно сопровождаться этим риском. Возможно, наиболее важной будущей тенденцией в развитии трансмиссии будет интеграция электрификации. В дополнение к гибридной трансмиссии PS CVT, многочисленные параллельные (P2) силовые и мягкие гибридные конфигурации включают электродвигатель в трансмиссию.Есть также примеры гибридов, использующих планетарную автоматику, таких как 10-ступенчатая заднеприводная (RWD) Ford, и, в частности, некоторые из них, использующие DCT, что является потенциальным путем для роста этих трансмиссий.

    ВЫВОД 4.4: Технология трансмиссии продолжает играть роль в повышении эффективности использования топлива. Автопарк США находится в процессе перехода от усовершенствованных 6-ступенчатых планетарных автоматических трансмиссий к 8-, 9- или 10-ступенчатым, которые, вероятно, будут распространены на большую часть парка, в то время как некоторые производители продолжат разработку усовершенствованных бесступенчатых трансмиссий. .Вклад трансмиссии в эффективность транспортного средства во многом зависит от технологии двигателя. Хотя дальнейшие выгоды от дополнительных ступеней передачи сверх 10-ступенчатой ​​не рассматриваются как вероятные, будущее развитие трансмиссий вполне может быть сосредоточено на интеграции электрификации.

    Гибридные системы трансмиссии — это формы электрифицированных трансмиссий, которые содержат ДВС и электрические машины и могут работать только на жидком топливе или, для подключаемых гибридных автомобилей, с дополнительной возможностью работы на электроэнергии, получаемой из энергосистемы.Степень электрификации трансмиссии варьируется, как и возникающая в результате возможность повышения эффективности. Как описано далее в этом разделе, электрификация транспортных средств, работающих на жидком топливе, представляет собой наибольшую возможность для повышения эффективности использования топлива и сокращения выбросов CO 2 . Основное преимущество гибридных электромобилей (ГЭМ) заключается в способности электрической машины, а также в достаточной емкости аккумуляторной батареи улавливать и накапливать энергию при замедлении (рекуперативное торможение).Кроме того, они могут обеспечить сокращение времени простоя и более эффективный и / или уменьшенный ДВС, используя преимущества доступной помощи электродвигателя. Глава 4 отчета NRC за 2015 г. содержит описания, терминологию, архитектурные определения и все еще применимый учебник по работе гибридных силовых агрегатов. Таблица 4.4 дает сводку уровней гибридизации в LDV с указанием типичных технологий, системного напряжения и возможностей эффективности.

    Безусловно, самые экономичные бензиновые автомобили в США.С. флот являются сильными гибридами. В каждом изучаемом сегменте есть предложения от многих производителей. Несмотря на широкую доступность моделей, текущие объемы продаж по стране остаются относительно низкими. Низкие продажи можно частично объяснить дополнительными затратами производителя

    . Главная » Контроль качества » Вопрос: Чем двигатели внутреннего сгорания отличаются от двигателей внешнего

    Внешние двигатели имеют рабочее тело, нагреваемое топливом.Двигатели внутреннего сгорания полагаются на взрывную силу топлива внутри двигателя для производства работы. В двигателях внутреннего сгорания взрыв с силой толкает поршни или выбрасывает горячий газ под высоким давлением из двигателя на больших скоростях.

    Чем двигатели внутреннего сгорания отличаются от двигателей внешнего сгорания quizlet?

    Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, который вырабатывает тепловую энергию за счет сжигания топлива внутри двигателя (например, бензиновый двигатель), тогда как двигатели внешнего сгорания — это двигатели, которые вырабатывают тепловую энергию за счет сжигания топлива вне двигателя (например, бензиновый двигатель). .паровой двигатель).

    В чем основное отличие внутреннего сгорания?

    Сравнительная таблица I.C. Двигатель Двигатель E.C. Сгорание топлива происходит внутри цилиндра Сгорание топлива происходит вне цилиндра Рабочей жидкостью может быть бензин, дизельное топливо и различные типы газов Рабочей жидкостью является пар Требуется меньше места Требуется большое пространство Капитальные затраты относительно низки Капитальные затраты относительно высоко.

    В чем основное отличие паровых двигателей от двигателей внутреннего сгорания?

    В то время как паровые двигатели сначала сжигают топливо для нагрева воды — процесс, при котором образуется пар, передающий энергию, используемую для питания двигателя, — двигатели внутреннего сгорания преобразуют тепловую энергию топлива непосредственно в механическую энергию.

    Считаете ли вы, что двигатели внутреннего сгорания лучше, чем двигатели внешнего сгорания Почему или почему нет?

    В двигателях внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри, тогда как в двигателях ЕС сгорание топлива происходит вне цилиндра. Преимуществами двигателя внутреннего сгорания являются более высокий BTE, большая мощность, развиваемая на единицу веса, и низкая стоимость по сравнению с двигателем внешнего сгорания.

    Как работает двигатель внутреннего сгорания quizlet?

    свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, вызывая ее воспламенение, в результате чего поршень совершает второй ход вниз.когда поршень начинает свой второй ход вверх, выпускной клапан открывается, и сгоревшая смесь вытесняется из камеры сгорания через выпускные клапаны.

    Что такое двигатель внешнего сгорания?

    Определение двигателя внешнего сгорания: тепловой двигатель (например, паровой двигатель), который получает тепло от топлива, потребляемого вне цилиндра.

    Как работает двигатель внешнего сгорания?

    Двигатель внешнего сгорания – это тепловой двигатель, в котором (внутреннее) рабочее тело нагревается за счет сгорания внешнего источника через стенку двигателя или теплообменник.Затем жидкость, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу.

    Какие существуют типы двигателей внутреннего сгорания и их процессы?

    В настоящее время производятся два типа двигателей внутреннего сгорания: бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. Большинство из них являются двигателями с четырехтактным циклом, что означает, что для завершения цикла необходимо четыре хода поршня.

    Какой двигатель внутреннего или внешнего сгорания эффективнее?

    Двигатель внутреннего сгорания имеет КПД около 35-45 %.По сравнению с двигателем внешнего сгорания имеет КПД около 15-25 %. Стоимость топлива для двигателя внутреннего сгорания относительно высока.

    Как работает двигатель внешнего сгорания ECE?

    Двигатель внешнего сгорания сжигает топливо снаружи или вне двигателя. Двигатель внешнего сгорания сжигает топливо для нагрева воды и производства пара. Пар находится под давлением и используется для толкания поршня вперед и назад внутри цилиндра. Когда поршень движется вперед и назад, он перемещает шток поршня, который может совершать работу.

    Какие существуют два основных типа двигателей внешнего сгорания?

    Существует два основных семейства двигателей внешнего сгорания; паровые двигатели, которые используют расширяющийся пар (или иногда какой-либо другой пар) для привода механизма; или двигатели Стирлинга, в которых используется горячий воздух (или какой-либо другой горячий газ).

    В чем разница между льдом и ECE?

    Основное отличие заключается в том, где происходит горение. В двигателях внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри цилиндра, тогда как в двигателях ЕС оно происходит вне цилиндра двигателя.

    Каковы преимущества двигателя внутреннего сгорания?

    Двигатели внутреннего сгорания имеют ряд преимуществ перед двигателями внешнего сгорания. Поскольку топливо сгорает непосредственно в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, потери тепла меньше, тепловой КПД выше, а расход топлива ниже.

    Каковы недостатки двигателя внешнего сгорания?

    Паровая турбина

    Де Лаваля, используемая на кораблях и современных тепловых электростанциях, также является внешним сгоранием: пар производится где-то в другом месте, в котле.Недостатки двигателя внешнего сгорания: 1. Требуется больше места по сравнению с сопоставимыми двигателями внутреннего сгорания.

    Какой двигатель является двигателем внутреннего сгорания quizlet?

    двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень совершает четыре отдельных хода, составляющих единый термодинамический цикл. Четыре такта: впуск, сжатие, рабочий и выпускной.

    В чем разница между паровым двигателем и двигателем Стирлинга?

    В 1816 году Роберт Стирлинг создал воздушный двигатель замкнутого цикла, который работал, нагревая одну сторону двигателя, в то время как другая оставалась холодной.Однако, в отличие от парового двигателя, это система с замкнутым контуром, поэтому вам не нужно доливать воду (или любую другую жидкость) — просто подайте тепло, и вы готовы к работе.

    Где в двигателе происходит сгорание quizlet?

    Непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней части цилиндра, происходит воспламенение и начинается сгорание. Давление расширяющихся газов толкает поршень вниз во время рабочего хода.

    Что такое внешние части двигателя?

    Глоссарий внешних деталей двигателя Воздушный фильтр.Корпус воздушного фильтра. Генератор. Вспомогательный приводной ремень. Синхронизатор распредвала. Карбюратор. Компрессор. Прямой впрыск топлива.

    Каковы преимущества двигателя внешнего сгорания?

    Двигатели внешнего сгорания обсуждаются как возможные альтернативы двигателю внутреннего сгорания для движения транспортных средств. Потенциальными преимуществами являются низкий уровень загрязнения выхлопных газов, бесшумная работа, высокий пусковой крутящий момент и возможно более низкие затраты в течение всего срока службы автомобиля.

    Почему двигатель называется двигателем внутреннего сгорания?

    Они названы так потому, что топливо воспламеняется для выполнения работы внутри двигателя.Та же топливно-воздушная смесь выбрасывается в виде выхлопных газов. Это можно сделать с помощью поршня (так называемый поршневой двигатель) или с помощью турбины.

    Что делают двигатели внутреннего сгорания?

    двигатель внутреннего сгорания, любое из группы устройств, в которых рабочими телами двигателя служат реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания. Такой двигатель получает энергию за счет тепла, выделяющегося при сгорании непрореагировавших рабочих тел, окислительно-топливной смеси.

    Каковы характеристики двигателей внутреннего сгорания?

    Основные конструктивные и эксплуатационные параметры двигателей внутреннего сгорания включают степень сжатия, рабочий объем, объем зазора, выходную мощность, указанную мощность, термический КПД, указанное среднее эффективное давление, среднее эффективное тормозное давление, удельный расход топлива и многое другое.

    4 способа усовершенствования двигателя внутреннего сгорания

    Хотя производители автомобилей осваивают альтернативные источники энергии, они еще не отказались от внутреннего сгорания.Наряду с стремлением к уменьшению турбомощности некоторые из самых умных инженеров в мире используют новые методы, чтобы сделать свои двигатели более эффективными и мощными. Вот несколько самых интересных современных взглядов на двигатель внутреннего сгорания.

    Мазда Скайактив-Х

    Mazda выпустит двигатель с воспламенением от сжатия в 2019 году

    Mazda

    Наряду с гибридными и чисто электрическими силовыми агрегатами Mazda заявляет, что с 2019 года будет предлагать первый бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия.На данный момент бензиновые двигатели воспламеняют топливовоздушную смесь искрой от метко названных свечей зажигания. Двигатели Skyactiv-X будут способны работать как обычный бензиновый двигатель, но они также смогут воспламенять топливовоздушную смесь с помощью сжатия.

    Этот процесс, вероятно, звучит знакомо, потому что так работают дизельные двигатели. Этот процесс позволяет двигателю работать при более низких температурах, помогая уменьшить количество энергии, обычно теряемой на тепло в бензиновых двигателях.В свою очередь, это позволяет Mazda работать с более бедной топливно-воздушной смесью для лучшего расхода топлива и снижения выбросов.

    Mazda, по понятным причинам, в восторге от новой установки, утверждая, что она сочетает в себе экономию дизельного топлива с приемистостью бензинового двигателя. Другие производители пытались внедрить эту технологию в концепции, но тот факт, что двигатели с воспламенением от сжатия работают лучше всего в узком диапазоне температур, оказался слишком большим препятствием для преодоления. SkyActiv-X позволяет избежать этой проблемы, работая как обычный двигатель с искровым зажиганием, когда того требуют условия.

    Инфинити ВК-Т

    Двигатель Infiniti VC-T

    Infiniti

    Несмотря на впечатляющие результаты официальных циклов испытаний, компактные двигатели с турбонаддувом имеют элемент компромисса. Чтобы топливовоздушная смесь не детонировала преждевременно, когда дроссельная заслонка зажата, а турбокомпрессор поет, они должны иметь низкую степень сжатия. При малых нагрузках, когда турбонаддув не нагнетает огромные объемы воздуха в цилиндр, более низкая степень сжатия делает двигатель менее эффективным.

    Infiniti может варьировать степень сжатия VC-T, чтобы обеспечить высокую производительность при больших нагрузках и лучшую экономию топлива при небольшом открытии дроссельной заслонки. Соотношение меняется в зависимости от того, насколько сильно водитель давит.

    Когда вы просто едете, двигатель переключается в самый эффективный режим с максимальной степенью сжатия 14:1. Потому что есть риск детонации или стука. Но когда вы нажимаете на педаль газа, турбокомпрессор начинает нагнетать в цилиндр огромное количество воздуха, что, в свою очередь, увеличивает риск детонации.Вот почему турбодвигатели, такие как Subaru WRX, имеют низкую степень сжатия.

    Двигатель VC-T способен снижать степень сжатия при больших нагрузках, что снижает риск преждевременной детонации без ущерба для производительности. Система работает с помощью рычага привода, который управляет углом многорычажной передачи, расположенной вокруг распределительного вала. Это, в свою очередь, поднимает или опускает нижнюю точку хода поршня без фактического перемещения коленчатого вала или головки блока цилиндров. Звучит сложно, да?

    Результаты просты.Infiniti заявляет, что эта технология улучшит экономию топлива на 27 процентов, а вес двигателя всего на 22 фунта (10 кг) больше, чем у обычных четырехцилиндровых двигателей линейки Infiniti.

    Qoros QamFree

    Отсутствие распределительного вала означает лучшую эффективность и мощность

    Qoros

    Вместо традиционного распределительного вала для управления клапанами в QamFree используется набор электрогидравлических и пневматических приводов для точного управления каждым клапаном в двигателе.

    В большинстве двигателей вращающиеся лепестки распределительного вала толкают коромысла, которые, в свою очередь, открывают клапаны, закрытые клапанными пружинами. Этот процесс работает, но всегда будет этап, когда клапаны частично открыты или частично закрыты, что означает, что система не всегда может работать с оптимальной эффективностью.

    Koenigsegg, одна из компаний, работающих с FreeValve над совершенствованием двигателя без распределительного вала, сравнивает это с игрой на пианино, когда обе руки привязаны к противоположным концам палки от метлы.Электрогидравлические пневматические приводы в QamFree обеспечивают гораздо больший контроль над впускными и выпускными клапанами в двигателе, что обеспечивает заявленное снижение расхода топлива на 12–17 процентов.

    Эта технология также позволяет производителям выжимать больше мощности из компактного двигателя, что должно означать высокую производительность двигателей, которые по-прежнему соответствуют европейским и китайским стандартам выбросов.

    В случае представленного выше концепта Qoros Q3 это означает, что вы получаете 230 л.с. (172 кВт) и 320 Нм крутящего момента от 1.6-литровый турбированный двигатель. Компания заявляет, что по сравнению с обычным двигателем с распределительным валом с аналогичными характеристиками мощность увеличивается на 47 процентов, мощность увеличивается на 45 процентов, а расход топлива снижается на 15 процентов.

    Возня с циклом горения по всем фронтам

    Audi создала новый цикл сгорания для Audi A4

    Audi

    Последний Audi A4 легче и аэродинамически эффективнее своего предшественника, но на этом меры по экономии топлива не заканчиваются.Он предлагается с 2,0-литровым четырехцилиндровым двигателем, в котором используется новый метод сгорания, призванный сделать его самым эффективным газовым двигателем в своем классе.

    Audi говорит, что метод сгорания в новом двигателе аналогичен циклу Миллера, который оставляет впускной клапан открытым во время части такта сжатия и заставляет двигатель сжиматься против давления (обязательного) нагнетателя вместо стенок цилиндра для большую (примерно на 15 процентов) эффективность.

    Audi сократила время впуска, уменьшив угол поворота коленчатого вала с 200 до 140 градусов, но двигатель по-прежнему способен обеспечивать оптимальную загрузку цилиндров благодаря более высокому давлению наддува на стороне впуска.В новом цикле впускной клапан закрывается раньше, чем в противном случае, что открывает дверь для повышения эффективности с высокой степенью сжатия.

    В результате четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом развивает мощность 140 кВт (190 л.с.) и крутящий момент 320 Нм (236 фунт-фут), но при этом возвращает мизерные 5,0 л/100 км (47 миль на галлон) на New European Drive. Цикл.

    Двигатель в Toyota Yaris по-прежнему атмосферный

    Toyota

    В Toyota новый Yaris может переключаться между циклами Аткинсона и Отто в зависимости от того, насколько сильно водитель давит.Когда водитель едет, электрическая система управления двигателем по умолчанию работает по циклу Аткинсона, удерживая впускной клапан открытым до тех пор, пока поршень не завершит от 20 до 30 процентов своего пути вверх на такте сжатия. Этот процесс жертвует плотностью мощности в пользу общей эффективности.

    Когда водитель просит увеличить мощность, система снова переключается на цикл Отто — цикл сгорания, используемый в большинстве двигателей с искровым зажиганием. Двигатель имеет заоблачную степень сжатия 13,5:1, а система рециркуляции охлаждаемых отработавших газов помогает снизить температуру сгорания, что важно для предотвращения детонации при такой высокой степени сжатия.

    Изменения позволили высвободить 19 кВт (27 л.с.) дополнительной мощности и 15 Нм (11 фунт-фут) крутящего момента в новом Yaris, при этом расход топлива примерно на 12 процентов меньше, чем раньше.

    И в меньшем масштабе…

    Даже кажущиеся средними двигатели оснащены умными технологиями для экономии драгоценных капель топлива. Mercedes и Audi используют специальные покрытия для уменьшения трения в гильзах цилиндров, и даже трехцилиндровые двигатели Ford теперь оснащены функцией отключения цилиндров.

    Конечно, если вам больше не нравится идея внутреннего сгорания, запас хода (и запас хода) аккумуляторных электромобилей растет, в то время как автомобили на водородных топливных элементах также демонстрируют многообещающие перспективы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.