Бензиновый двс: Бензиновый двигатель: устройство, принцип действия, достоинства и недостатки — Autodromo

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

Эволюция двигателей- как было тогда, и как есть сейчас

Несмотря на то, что первые двигатели внутреннего сгорания были сконструированы более 140 лет назад, у современных автомобильных моторов по-прежнему чрезвычайно много общего с теми первыми агрегатами, которые по своему принципу действия напоминают миниатюрные электростанции.

Как известно, топливом для первого двигателя был газ, воспламеняющийся в специальной камере внутреннего сгорания. Как и тогда, в сегодняшних моторах пары бензина, предварительно смешанные с воздухом, поджигаются в камере внутреннего сгорания при помощи искры. Таким образом очевидно, что основной принцип автомобильного двигателя остался неизменным. А вот что касается энергоэффективности и экологичности современных моторов, то они в значительной степени эволюционировали, став более дружелюбными и безопасными для окружающей среды при существенном росте эффективности.

 

Как владелец компании Хонда доказал General Motors, что его автомобили лучше

Карбюратор и инжектор

Одним из ключевых элементов в конструкции бензиновых моторов до последнего времени являлся карбюратор. Подобное техническое решение для автомобильных моторов можно встретить еще и сегодня, заглянув под капот некоторых отечественных машин, сконструированных в ХХ веке.

 

Как показали исследования, модернизация карбюратора, являющегося устройством, необходимым для качественного и правильного смешивания топлива и воздуха, зашла в тупик. Повышать эффективность карбюраторов больше уже было невозможно, ввиду чего инженеры в сфере автомобильной индустрии стали один за другим отказываться от применения карбюраторов на моторах своих автомобилей.

 

Кроме того, карбюраторные моторы являются весьма не экологичными, что в свете тезисов о защите окружающей среды стало дополнительным стимулом отказа от карбюраторов. Стоит отметить, что долгое время работа двигателя внутреннего сгорания предполагала смазку трущихся внутренних частей мотора посредством добавления моторного масла непосредственно в бензин. Здесь было чрезвычайно важно соблюсти оптимальные пропорции, позволяющие обеспечивать необходимый эффект смазки, вместе с тем допуская минимальное количество нагара, образующегося после выгорания топливной смеси, сдобренной моторным маслом. Нарушение технологии смешивания бензина и масла влекло за собой появление густого сизого дыма позади даже вполне исправной машины.

 

Смотрите также: 10 сумасшедших внедорожных транспортных средств

 

Первые моторы, оснащаемые системой топливного впрыска, увидели свет в конце ХIХ столетии. В то время, на заре прошлого века, когда подавляющее количество автомобилестроителей работали над усовершенствованием карбюратора, один из немецких инженеров впервые получил патент на систему впрыска топлива в камеру сгорания автомобильного цилиндра. Однако надежность и практическая безотказность карбюраторных моторов не дала возможности бурному развитию инжекторных моторов, ввиду чего говорить о первых серьезных попытках конструкторов двигателей запустить систему топливного впрыска в серийное производство стало возможным лишь применительно к периоду начала Первой мировой войны. Но именно немецкие военные самолеты стали первыми серийными аппаратами, на чьих моторах карбюраторы уступили место впрыску. А вот советская, английская и американская авиация получила на вооружение самолеты с инжекторными моторами лишь к концу войны. Правда, тогда это была система механического топливного впрыска, по своей эффективности мало чем напоминающая современные электронные системы.

В отличие от карбюраторных моторов, двигатели, оснащенные системой топливного впрыска, отличались большей мощностью и тягой благодаря тому, что для каждого цикла сгорания количество и состав смеси были точно отмерены.

Что касается автомобилестроения, то здесь, несмотря на меньшую эффективность карбюратора, карбюраторные моторы оставались практически безальтернативными еще очень долгое время.

Рециркуляция выхлопных газов

Может показаться, что усовершенствование автомобильных двигателей происходило недостаточно быстро, однако этот вывод преждевременен и не справедлив. Одной из первых деталей, играющих ключевую роль в работе мотора, стал клапан рециркуляции отработанных газов. Система рециркуляции выхлопа является неотъемлемой частью силовых агрегатов подавляющего числа современных автомобилей. Эта система позволяет максимально эффективно задействовать топливо, сжигая его в камерах цилиндров с наибольшим эффектом. Благодаря процессу рециркуляции продуктов сгорания топлива отработанные газы вновь поступают в двигатель, где опять участвуют в процессе воспламенения и сгорания топливной смеси. Таким образом достигается не только более полное сжигание бензина, но и уменьшается количество вредных выбросов, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания.

 

Стоит отметить, что в современных моторах клапан рециркуляции отработанных газов позволяет сэкономить до 25% топлива, не сгоревшего при первоначальном воспламенении рабочей смеси, которое в отсутствии системы рециркуляции попросту вылетело бы в атмосферу. Таким образом, появившись впервые в середине прошлого века, система рециркуляции выхлопных газов стала обязательной частью для выпускаемых ныне моторов.

Система электронного зажигания

Другим важным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов можно назвать разработку и применение электроники в системе зажигания. Довольно продолжительное время система зажигания автомобильного двигателя имела контактную конструкцию.

Однако при такой конструкции мотора от правильно выставленного опережения зажигания в полной мере зависела эффективность работы всего агрегата.

 

Как владелец компании Хонда доказал General Motors, что его автомобили лучше

 

Электроника, пришедшая на смену контактному зажиганию, позволила точно выверять момент воспламенения топливной смеси, исключив ее преждевременное возгорание относительно хода поршня. Впрочем, весьма продолжительное время электронное зажигание применялось только для некоторых карбюраторных моторов будучи своеобразной опцией для дорогих моделей машин, предназначенной для повышения отдачи двигателя. Но поскольку используемые устройства требовали сложных настроек и специального оборудования, электронные системы зажигания долгое время оставались редкостью, тогда как подавляющее число автомобилистов продолжали сжигать миллионы тонн топлива ввиду неэффективной работы карбюраторных моторов, оснащаемых морально-устаревшей системой зажигания контактного типа.

Применение обедненной топливной смеси

Вариантом повышения эффективности бензиновых двигателей стал переход некоторых разработчиков на использование обедненной топливной смеси. Инженерами было изменено привычное соотношение топливной смеси. По такой технологии во второй половине 70-х годов стали строить свои моторы инженеры Honda, Mitsubishi, Nissan, а также некоторых других производителей. Но поскольку моторы, разработанные под применение обедненной смеси, требовали установки сложнейших и дорогостоящих каталитических нейтрализаторов, подобные агрегаты не прижились и уже к началу 90-х годов практически полностью перестали производиться.

Электронный топливный впрыск

Пожалуй, наиболее серьезным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов является разработка системы электронного топливного впрыска. По сравнению с механическими аналогами, электронные системы позволяли гораздо точнее контролировать количество смеси, подаваемой в камеру сгорания. Первоначальные технологии предусматривали одноточечную конструкцию электронного впрыска, на смену которой пришли системы многоточечного и даже многопортового впрыска. Впрочем, многопортовый впрыск сегодня практически не используется ввиду сложности и дороговизны конструкции.

Сегодня в конструкции инжекторных моторов повсеместно применяются датчики кислорода, именуемые лямбда-зондами. Такие датчики устанавливаются в системе выпуска отработанных газов, выполняя функцию контроля эффективности сгорания топлива в каждом цикле. Многие автомобили располагают двумя и более кислородными датчиками, устанавливаемыми до и после каталитического нейтрализатора. При всех плюсах, лямбда-зонды обладают существенным недостатком, особенно заметным в российских условиях эксплуатации автомобилей. Эти устройства чрезвычайно чувствительны к качеству топлива и при использовании некачественного бензина могут выйти из строя уже после нескольких тысяч пробега.

Помимо двигателей, работающих по принципу цикла Отто, в мире современного автомобилестроения находят применение и другие технологии. Так, в качестве альтернативы можно назвать моторы, работающие по принципу цикла Аткинсона. Правда, такие двигатели не столь распространены ввиду меньшей мощности при прочих равных характеристика. Как правило, бензиновые двигатели, работающие по циклу Аткинсона, используются в гибридных силовых установках.

Сегодня, как и сто лет назад, конструкторы продолжают трудиться над повышением эффективности автомобильных двигателей. Так, уже возможно совсем скоро в свечах зажигания будут использоваться лазерные технологии, а для изготовления дроссельной заслонки будут применяться альтернативные материалы.

4 технологии, поддерживающие жизнь бензинового двигателя

Возможно, чаша весов склоняется в сторону электрификации, но некоторые смелые инженеры все еще работают над технологией, которая продлит жизнь ДВС еще немного

Напомнить позже

Глядя на текущие исследования и разработки в автомобильной промышленности, кажется, что бензиновому двигателю все еще дается шанс поработать еще немного, несмотря на натиск гибридных и полностью электрических силовых агрегатов. В связи с тем, что тенденция к уменьшению габаритов замедляется, а в некоторых случаях обращается вспять, производители обратились к гораздо более радикальным формам инженерии, чтобы сохранить бензиновый двигатель в качестве жизнеспособного варианта.

Автомобильные компании все еще занимаются разработками в области технологии бензиновых двигателей в качестве временного промежутка, прежде чем полностью электрические диапазоны станут возможными. Поскольку в приведенных ниже конструкциях полностью изменены основы внутреннего сгорания, кажется, что у бензинового двигателя еще есть срок службы.

Деактивация цилиндра

Как бы нам ни нравилось сжигать бензин, мы, автомобилисты и девушки, никогда не должны тратить его понапрасну. Имеет смысл, что когда автомобиль запущен и работает, некоторые цилиндры отключаются, чтобы свести к минимуму расход топлива. Когда автомобиль движется после первоначального ускорения, для поддержания скорости автомобиля требуется гораздо меньшая мощность, поэтому цилиндры можно отключить, чтобы уменьшить общий рабочий объем.

Когда датчик дроссельной заслонки определяет, что воздействие на педаль акселератора минимально, в клапанном механизме активируется соленоид, который зажимает клапаны. Это может быть выполнено как в двигателе с толкателем (где сам толкатель зафиксирован на месте), так и в двигателе с верхним расположением кулачка (где коромысла могут быть заблокированы). Это означает, что топливо или воздух не могут попасть в деактивированные цилиндры, уменьшая рабочий объем двигателя.

Bentley W12 использует активацию цилиндров для снижения выбросов и снижения расхода топлива

Физическое отключение цилиндров должно быть выполнено сбалансированным образом для выравнивания сил возвратно-поступательного движения двигателя. Таким образом, в четырехцилиндровых двигателях два цилиндра отключены, а V12 можно сократить до V6. Это устраняет любые проблемы с балансировкой двигателя и нежелательной вибрацией, а также обеспечивает максимально равномерный износ.

Поскольку во время движения автомобиля требуется всего около 30 процентов мощности двигателя, отключение цилиндров является целесообразным решением для условий движения с малой нагрузкой. Эта технология, используемая в Aston Martin DB11, многих автомобилях VW Group — от Polo до Bentley W12 — и других, может использоваться для поддержания производства двигателей большого объема за счет уменьшения их рабочего объема вдвое, когда это необходимо. Это означает, что двигатели могут иметь большую мощность и создавать высокую выходную мощность при одновременном снижении выбросов, которые в противном случае подорвали бы их жизнеспособность для производства.

Бескулачковый двигатель (Freevalve)

Созданные родственной компанией Koenigsegg компанией Freevalve бескулачковые двигатели — это элегантный способ уменьшить некоторые недостатки, присущие клапанному механизму. В обычном двигателе клапаны открываются и закрываются с помощью распределительных валов, которые используют лепестки для приведения в действие коромыслов, которые затем открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны. Однако эта бескулачковая технология заменяет распределительные валы и коромысла пневматическим клапанным механизмом.

Стандартная система распределительных валов и клапанов работает неэффективно, поскольку клапаны остаются полностью открытыми лишь на короткое время, когда кулачок распределительного вала полностью выдвигает шток клапана. В бескулачковом двигателе электронный сигнал передается на пневматическую подачу воздуха, чтобы сжать клапаны в открытое положение. На штоке клапана находится пружина, которая возвращает клапан в закрытое положение вместе с подачей масла под давлением, которая направляет штифт в контакт с краем клапана, контролируя пределы его вертикального хода.

Этот метод открытия клапанов позволяет гораздо лучше контролировать и изменять поведение клапанного механизма. На высоких оборотах двигателя клапаны можно держать полностью открытыми во время каждого такта впуска и выпуска, чтобы улучшить поток воздуха, топлива и выхлопных газов, увеличивая максимальную мощность. На более низких оборотах двигателя клапаны можно настроить так, чтобы они открывались в меньшей степени, уменьшая продолжительность их открытия, что позволяет использовать более оптимальную топливно-воздушную смесь. Гораздо больше гибкости и эффективности можно получить по сравнению со стандартным распределительным валом, который имеет только заданный профиль кулачка.

Поскольку клапанами можно управлять по отдельности, можно реализовать деактивацию цилиндров, а также снизить вес, поскольку нет необходимости в системе зубчатых ремней или громоздком клапанном механизме. Другие производители, такие как Renault, Lotus и BMW, экспериментировали с бескулачковыми двигателями, но эта технология еще не полностью реализована в серийных автомобилях. Мы ожидаем, что в ближайшем будущем Koenigsegg будет производить бескулачковый двигатель мощностью более 1500 л.

Двигатель с переменной степенью сжатия

Одной из основных проблем двигателей с искровым зажиганием является детонация, создаваемая высокой степенью сжатия. Детонация может усиливаться, когда также вводится принудительная индукция, поэтому двигатели с турбонаддувом обычно должны уменьшать степень сжатия, чтобы избежать чрезмерного износа и повреждений.

Компания Nissan предложила довольно сложное, но интересное решение этой проблемы с помощью двигателя с переменной степенью сжатия, который ассоциируется с престижным брендом Infiniti. Двигатель способен изменять степень сжатия путем изменения ориентации коленчатого вала. Это позволяет постоянно выбирать между низким сжатием для полной производительности или высоким сжатием для повышения эффективности.

Комплексная система регулировки использует ряд рычажных механизмов, которые могут изменять пиковую высоту поршня посредством ориентации коленчатого вала. Шатунные шейки представляют собой параллелограммы и имеют штифты в двух чередующихся углах, которые расположены по высоте с помощью набора приводных рычагов. Когда «нижний» штифт параллелограмма перемещается вниз, противоположный угол поднимается, увеличивая пиковую высоту поршня и степень сжатия. Следовательно, противоположное срабатывание приводит к более низкой степени сжатия, что оставляет место для высокой мощности и наддува.

Блок Nissan может обеспечивать степень сжатия от 8:1 до 14:1 в зависимости от положения коленчатого вала, поэтому это чрезвычайно универсальная трансмиссия, поскольку топливная экономичность может быть оптимизирована для движения с малой нагрузкой, а затем при необходимости переключаться на увеличение мощности. Эта форма силового агрегата впервые появится в кроссовере Infiniti QX50 в 2018 году и будет представлять собой четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом. Наряду с электронным контролем наддува двигатель VC-T может помочь отсрочить смерть бензина еще на несколько лет.

ХККИ

Подобно бензиновому двигателю «дизельного типа», HCCI (воспламенение от сжатия с однородным зарядом) не требует свечей зажигания и использует очень высокую степень сжатия в цилиндрах для воспламенения. Воздушно-топливная смесь считается «гомогенной» из-за того, что она предварительно перемешана, а не в дизельном двигателе, где топливо добавляется к подаче воздуха в конце такта сжатия. Целью двигателя HCCI является мгновенное воспламенение всей воздушно-топливной смеси в одном случае зажигания, а не как в системе искрового зажигания, где пламя расширяется и воспламеняет жидкость, когда она проходит через цилиндр.

Двигатель HCCI снижает выбросы за счет этого метода одновременного сгорания, поскольку отсутствие сильного нагрева, вызванного пламенем с одним источником, приводит к сокращению выбросов NOx (закиси азота). Таким образом, не только увеличится эффективность использования топлива, но и продукты после воспламенения станут намного чище.

Mazda собирается выпустить новую линейку силовых агрегатов Skyactiv с технологией HCCI

. Как и дизельные двигатели, двигатели HCCI будут использовать более высокую степень сжатия, чем бензиновый двигатель, но они не обходятся без проблем. Основная проблема заключается в управлении теплом внутри цилиндров для максимального сгорания. Если температура внутри цилиндра слишком низкая, условия воспламенения будут плохими, что приведет к недостаточному сгоранию и снижению эффективности. Если температура слишком высока, условия могут привести к детонации двигателя и, возможно, серьезному износу и повреждению.

Недавно сообщалось, что следующая Mazda3 будет использовать силовой агрегат HCCI с потенциалом снижения выбросов до 30 процентов. Хотя это будет дебют HCCI в мире серийных автомобилей, этот термически эффективный двигатель может стать идеальной ступенькой к альтернативным силовым агрегатам, прежде чем бензин и дизель прочно впишутся в учебники истории.

В бензиновом двигателе еще осталось немного жизни

Эти технологии показывают изменение взглядов мира на автомобильные двигатели, но мы должны приветствовать эти форматы, а не резкий переход на гибридные или полностью электрические силовые агрегаты. Они могут быть не такими простыми, как когда-то двигатели внутреннего сгорания, но мы должны наслаждаться тем фактом, что инженеры изо всех сил стараются сохранить отношения «сосать-выстрелить-выдувать», сохраняя то, что осталось от того, что мы определяем как обычный двигатель. Совсем скоро степени сжатия и фазы газораспределения уйдут в прошлое, но эти усовершенствования технологии бензиновых двигателей должны стать подходящей лебединой песней для двигателей внутреннего сгорания.

Вам будет грустно, что бензиновые двигатели исчезнут? Или вы полностью согласны с переходом на силовые агрегаты новой эры? Комментарий ниже с вашими мыслями!

Бензиновый двигатель Определение и значение

• Лучшие определения
• Викторина
• Примеры

Сохраните это слово!

---

существительное

двигатель внутреннего сгорания, использующий бензин в качестве топлива ВИКТОРИНА ПО АМЕРИКАНСКОМУ АНГЛИЙСКОМУ

Существует огромное количество различий между тем, как люди говорят по-английски в США и Великобритании. Способны ли ваши языковые навыки определить разницу? Давай выясним!

Вопрос 1 из 7

Правда или ложь? Британский английский и американский английский различаются только сленговыми словами.

Слова рядом с бензиновым двигателем

петрография, бензин, вазелин, бензиновая бомба, бензин, бензиновый двигатель, нефть, петролейный эфир, вазелин, бензиновая головка, бензин

Английский словарь Коллинза — полное и полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

Как использовать бензиновый двигатель в предложении

• Реактивный двигатель мгновенно принес два преимущества по сравнению с воздушными винтами: он удвоил скорость и стал намного надежнее. .

  Рейс 8501 ставит вопрос: слишком ли автоматизированы современные самолеты, чтобы летать?|Клайв Ирвинг|4 января 2015 г.|DAILY BEAST

• F-35 был уничтожен при взлете в начале года, когда конструктивный недостаток его двигателя Pratt & Whitney F135 вызвал пожар.

  Новый американский реактивный самолет-невидимка не сможет стрелять из пушки до 2019 года|Дэйв Маджумдар|31 декабря 2014 года|DAILY BEAST

• Техас также начал становиться двигателем экономического роста.

  Останется ли Техас техасским?|Дэвид Фонтана|29 декабря 2014|DAILY BEAST

• Очевидно, что наименее крутые люди пользуются наибольшим спросом: богатые люди, которые приводят в действие двигатель Art Basel.

  Насмешка и одежда в Майами: Внутри Вудстока современного искусства стоимостью 3 миллиарда долларов|Джей Майклсон|6 декабря 2014|DAILY BEAST

• Они не только нарушили работу службы в Китае, они, очевидно, нарушили работу поисковой системы по всему миру.

  Sony обвиняет Северную Корею во взломе, но Вашингтон оставил их полностью уязвимыми|Гордон Г. Чанг|3 декабря 2014|DAILY BEAST

• Только канистры с бензином, которые они брали для воды справа и слева от их пути вверх по утесу; огромные бриллианты в лучах вечернего солнца.