Такты двигателя внутреннего строения: Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) » Детская энциклопедия (первое издание)

Двигатели модельные

Дефектоскопия

Один из самых распространенных двигателей — двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные лодки и т. д., во всем мире насчитываются сотни миллионов таких двигателей. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания — бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания работают на жидком горючем (бензине, керосине и т. п.) или на горючем газе (сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах или добываемом сухой перегонкой из дерева). Проектируют двигатели, где горючим будет водород.

Основная часть ДВС — один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.

Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передает движения поршня коленчатому валу (см. рис.).

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндра помещается свеча — приспособление для зажигания горючей смеси посредством электрической искры.

Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный двигатель. Рассмотрим его работу. 1-й такт — впуск (всасывание). Открывается впускной клапан. Поршень, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь. 2-й такт — сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается. 3-й такт — рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения. Смесь поджигается электрической искрой свечи. Сила давления газов — раскаленных продуктов горения — толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного. 4-й такт — выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушитель в атмосферу.

Из 4 тактов двигателя только один, третий, — рабочий. Поэтому двигатель снабжают маховиком, инерционным двигателем, запасающим энергию, за счет которой коленчатый вал (см. Валы и оси машин) вращается в течение остальных тактов. Отметим, что одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах для более равномерной работы ставят 4, 6, 8 и более цилиндров на общем валу. Двигатели с цилиндрами, установленными в виде звезды вокруг одного вала, получили название звездообразных. Мощность звездообразных двигателей достигает 4 МВт. Используют их главным образом в авиации.

Дизель — другой тип двигателя внутреннего сгорания. Воспламенение в его цилиндрах происходит при впрыскивании топлива в воздух, предварительно сжатый поршнем и, следовательно, нагретый до высокой температуры. Этим он отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания, в котором используется особое устройство для воспламенения топлива.

Первый дизельный двигатель был построен в 1897 г. немецким инженером Р. Дизелем и получил название от его имени.

Конструктивно дизель мало чем отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания. На рисунке видно, что у него есть цилиндр, поршень, клапаны. И принцип действия дизеля тот же. Но есть и отличия: в головке цилиндра находится топливный клапан — форсунка. Назначение ее — в определенные фазы вращения коленчатого вала впрыскивать топливо в цилиндр. Клапаны, топливный насос, питающий форсунку, получают движение от распределительного вала, который, в свою очередь, приводится в движение от коленчатого вала двигателя.

Пусть начальным положением поршня будет верхняя мертвая точка. При движении поршня вниз (1-й такт) открывается впускной клапан, через который засасывается воздух. Впускной клапан при обратном ходе поршня закрывается и в продолжение всего 2-го такта остается закрытым.

В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателе внутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия в дизелях в 2—2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатия поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В момент подхода поршня в верхнюю мертвую точку начинается подача топлива в цилиндр из форсунки. Попадая в горячий воздух, мелкораспыленное топливо самовозгорается. Сгорание топлива (в 3-м такте) происходит не сразу, как в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, а постепенно, в продолжение некоторой части хода поршня вниз, объем пространства в цилиндре, где топливо сгорает, увеличивается. Поэтому давление газов во время работы форсунки остается постоянным.

Когда поршень возвращается в нижнюю мертвую точку, открывается выпускной клапан, и давление газов сразу падает, после чего заканчивается 4-й такт, поршень возвращается в верхнюю мертвую точку. Далее цикл повторяется.

Дизель относится к наиболее экономичным тепловым двигателям (КПД достигает 44%), он работает на дешевых видах топлива. Сконструированы и построены двигатели мощностью до 30 000 кВт. Дизели используются главным образом на судах, тепловозах, тракторах, грузовиках, передвижных электростанциях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Двигатели модельные

Дефектоскопия

Двигатели внутреннего сгорания — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

История создания..
Этапы развития ДВС:
1860 г. Этьен Ленуар изобрел первый
двигатель, работавший на
светильном газе
1862 г. Альфонс Бо Де Роша предложил
идею четырехтактного двигателя.
Однако свою идею осуществить он
не сумел.
Этьен Ленуар
(1822-1900)
1876 г. Николаус Август Отто создает

четырехтактный двигатель по Роше.
1883 г. Даймлер предложил
конструкцию двигателя, который мог
работать как на газе, так и на
бензине
Август Отто
(1832-1891)
Карл Бенц изобрел самоходную
трехколесную коляску на основе
технологий Даймлера.
Даймлер
К 1920 г. ДВС становятся лидирующими.
экипажи на паровой и
электрической тяге стали большой
редкостью.
Карл Бенц
Трехколесная коляска, изобретенная Карлом Бенцом
Четырехтактный двигатель
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
внутреннего сгорания совершается за 4 хода поршня (такта), т. е.
за 2 оборота коленчатого вала.
Различают 4 такта:
1 такт – впуск (горючая смесь из карбюратора
поступает в цилиндр)
2 такт – сжатие (клапаны закрыты и смесь
сжимается, в конце сжатия смесь
воспламеняется электрической искрой и
происходит сгорание топлива)
3 такт – рабочий ход (происходит преобразование
тепла, полученного от сгорания топлива, в
механическую работу)
4 такт – выпуск (отработавшие газы вытесняются
поршнем)
Двухтактный двигатель
Существует также двухтактный двигатель внутреннего сгорания.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего
сгорания осуществляется за два хода поршня или за один оборот
коленчатого вала .
1 такт
Сжатие
впуск
2 такт
Сгорание
выпуск
На практике мощность двухтактного карбюраторного двигателя
внутреннего сгорания часто не только не превышает мощность
четырёхтактного, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем,
что значительная часть хода (20-35%) поршень совершает при
открытых клапанах
КПД двигателя внутреннего сгорания мал и примерно
составляет 25% – 40%. Максимальный эффективный КПД
наиболее совершенных ДВС около 44%.Поэтому многие
ученые пытаются увеличить КПД, а также и при этом саму
мощность двигателя.
Способы увеличения мощности двигателя:
Использование многоцилиндровых двигателей
Использование специального топлива
(правильного соотношения смеси и рода смеси)
Замена частей двигателя (правильных размеров
составных частей, зависящие от рода
двигателя)
Устранение части потерь теплоты перенесением
места сжигания топлива и нагревания рабочего
тела внутрь цилиндра
Степень сжатия
Одной из важнейших характеристик двигателя является его
степень сжатия, которая определяется следующее:
e
V2
V1
где V2 и V1 — объемы в начале и в конце сжатия. С увеличением степени
сжатия возрастает начальная температура горючей смеси в конце такта
сжатия , что способствует более полному ее сгоранию.
жидкостные
газовые
(карбюраторный)
с искровым зажиганием
без искрового зажигания
(дизельные)

9. Строение яркого представителя ДВС – карбюраторного двигателя

Остов двигателя (блок-картер, головки цилиндров, крышки
подшипников коленчатого вала, масляный поддон)
Механизм движения (поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик)
Механизм газораспределения (кулачковый вал, толкатели, штанги,
коромысла)
Система смазки (масло, фильтр грубой отчистки, поддон)
жидкостная (радиатор, жидкость, др.)
Система охлаждения
воздушная (обдув потоками воздуха)
Система питания (топливный бак, топливный фильтр, карбюратор,
насосы)
Система зажигания (источник тока – генератор и аккумулятор,
прерыватель + конденсатор)
Система пуска (электрический стартер, источник тока –
аккумулятор, элементы дистанционного управления)
Система впуска и выпуска (трубопроводы, воздушный фильтр,
глушитель)
Карбюратор двигателя
Однако, несмотря на длительное и бурное развитие, ДВС имеют
существенный недостаток — несовершенное, неполное сгорание
топлива. Поэтому повышение КПД двигателя хотя бы на несколько
процентов дает колоссальный эффект по экономии топлива и по
чистоте окружающей среды.
Проблема выпуска в атмосферу вредных соединений – одна из
важнейших проблем экологии 21 века…
Открытие Двигателя внутреннего
сгорания оказало большое влияние на
развитие многих отраслей
промышленности, сельского хозяйства
и науки. И пускай проходит эра
двигателя внутреннего сгорания, пусть
у них есть много недостатков,
пусть появляются новые двигатели, не
загрязняющие внутреннюю среду и не
использующие функцию теплового
расширения, но первые еще долго
будут приносить пользу людям, и
люди через многие сотни лет будут
по доброму отзываться о них, ибо они
вывели человечество на новый
уровень развития, а, пройдя его,
человечество поднялось еще выше.

English     Русский Правила

Четырехтактный цикл | Только передовой край

Четырехтактный принцип работы большинства современных автомобильных двигателей был открыт французским инженером Альфонсом Бо де Роша в 1862 году. Четырехтактный цикл часто называют циклом Отто в честь немецкого Николауса Августа Отто который разработал двигатель на этом принципе в 1876 году.

Ход поршня — это движение поршня от ВМТ (верхней мертвой точки) до НМТ (нижней мертвой точки) или от НМТ до ВМТ. В одном четырехтактном цикле двигателя четыре такта. Это такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска.

• Такт впуска:  Бензин не сгорит, если его не смешать с правильным количеством воздуха. Это очень взрывоопасно, когда 1 часть смешивается примерно с 15 частями воздуха. Незадолго до достижения поршнем ВМТ впускной клапан начинает открываться. Когда коленчатый вал вращается, он тянет шток и поршень вниз в цилиндре к НМТ. Образующаяся при этом пустота низкого давления заполняется атмосферным давлением воздуха и топливом через открытый впускной клапан. На каждый галлон топлива, подаваемого топливной системой, всасывается около 10 000 галлонов воздуха. По мере того как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень начинает двигаться обратно в цилиндре, и впускной клапан закрывается.
• Такт сжатия:  Поршень движется вверх в цилиндре, сжимая воздушно-топливную смесь на меньшую площадь, что облегчает ее сгорание. Такт сжатия начинается в НМТ после завершения такта впуска. Когда поршень движется к ВМТ, оба клапана закрываются, поскольку смесь сжимается примерно до 1/8 объема, который она занимала, когда поршень находился в НМТ.
• Рабочий ход:  Когда поршень приближается к ВМТ на такте сжатия, смесь сжатого воздуха и топлива становится очень взрывоопасной. Когда система зажигания генерирует искру на свече зажигания, топливо воспламеняется. Воздушно-топливная смесь горит. По мере сгорания смесь расширяется, заставляя поршень двигаться вниз в цилиндре, пока он не достигнет НМТ. Действие поршня поворачивает коленчатый вал, приводя автомобиль в движение. Рабочий ход иногда называют тактом расширения.
• Такт выпуска: Когда поршень приближается к НМТ на такте рабочего хода, выпускной клапан открывается, позволяя отработавшим газам выйти. Поскольку горящие газы все еще расширяются, они вытесняются через открытый выпускной клапан. По мере того, как коленчатый вал продолжает вращаться после НМТ, поршень движется вверх в цилиндре, помогая выталкивать оставшиеся выхлопные газы через открытый выпускной клапан. Через несколько градусов после прохождения поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается. Весь четырехтактный цикл повторяется, начинаясь снова, когда поршень движется вниз на такте впуска.

Четырехтактный цикл значительно сложнее, чем это простое объяснение. Когда двигатель работает, время открытия и закрытия клапанов фактически определяет, когда фактически начинается каждый такт. Более подробно фазы газораспределения будут рассмотрены в одной из следующих статей.

 

Библиография: – https://www.britannica.com/technology/four-stroke-cycle

             – Автомобильные двигатели – Тим Жиль

 

Различия двухтактных и четырехтактных двигателей? — Блог AMSOIL

• Как

Поделиться:

У двухтактных и четырехтактных двигателей есть свои плюсы и минусы.

Купить артикул

AMSOIL DOMINATOR® Synthetic 2-Stroke Racing Oil

SABRE® Professional 2-Stroke Oil

AMSOIL INTERCEPTOR® Synthetic 2-Stroke Oil

Разница между двухтактными и четырехтактными двигателями.

Двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию в механическую энергию, используемую для приведения в действие транспортного средства или другого оборудования, посредством процесса сгорания, требующего воздуха, топлива и источника воспламенения.

Термины «двухтактный» и «двухтактный» часто взаимозаменяемы, как и «четырехтактный» и «четырехтактный». Каждое движение поршня вверх или вниз в двигателе называется тактом. Принципиальное различие между двухтактными и четырехтактными двигателями заключается в том, как они подают воздух и топливо для сгорания для создания мощности, а затем удаляют выхлопные газы после каждого цикла сгорания.

Конструкция камеры четырехтактного двигателя

В четырехтактном двигателе впускные и выпускные отверстия расположены в верхней части камеры сгорания. Впускные и выпускные клапаны контролируют открытие и закрытие портов для управления входящими и выходящими газами. Впускное отверстие регулирует поступающий воздух, обеспечивая воздух, который вступает в реакцию с топливом при воспламенении. Выпускное отверстие выбрасывает образующиеся газы, включая водяной пар (h3O), двуокись углерода (CO2) и азот (N2), из камеры сгорания.

Цикл сгорания четырехтактного двигателя

В четырехтактном двигателе требуется два полных оборота коленчатого вала, то есть четыре поршневых цикла, для выполнения тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Во время первого оборота топливовоздушная смесь всасывается в камеру сгорания через впускное отверстие и сжимается. Во время второго оборота топливно-воздушная смесь воспламеняется для создания мощности, и все образовавшиеся газы выпускаются.

 

Четырехтактные двигатели более долговечны, экономичны и имеют более низкий уровень выбросов.

Процесс сгорания в четырехтактном двигателе.

1. Такт впуска

Когда поршень движется вниз по цилиндру, он создает вакуум в пространстве над ним и всасывает воздух в цилиндр через открытый впускной клапан.

2. Такт сжатия

Впускной и выпускной клапаны закрываются, когда поршень движется вверх и сжимает топливовоздушную смесь для подготовки к сгоранию.

3. Рабочий ход

Во время рабочего такта впускной и выпускной клапаны закрыты, так как свеча зажигания воспламеняет смесь воздуха и топлива. Взрыв толкает поршень вниз, вращая коленчатый вал.

4. Такт выпуска

По мере того, как поршень движется вверх, он вытесняет все газы, оставшиеся после цикла сгорания, через открытый выпускной клапан, подготавливая цилиндр к новой заправке воздухом и топливом.

Двухтактный камерный дизайн

В двухтактном двигателе отверстия по обеим сторонам поршня используются для регулирования газов, поступающих в цилиндр и выходящих из него. Движущийся поршень закрывает и открывает порты вместо того, чтобы использовать клапаны для открытия и закрытия портов, как в четырехтактном двигателе.

Цикл сгорания в двухтактном двигателе

В двухтактном двигателе требуется только один оборот коленчатого вала, то есть два цикла поршня, для завершения полного цикла сгорания. Двигатель срабатывает каждый раз, когда вращается коленчатый вал, что удваивает количество взрывов по сравнению с четырехтактным двигателем, который вырабатывает большую мощность при сравнении цилиндров одинакового размера.

 

Двухтактные двигатели

дешевле и легче, обеспечивая более высокое отношение мощности к весу.

Двухтактный двигатель создает мощность с каждым оборотом коленчатого вала.

1. Такт впуска-воспламенения

Впускное отверстие открывается при движении поршня вверх, что создает вакуум в пространстве под поршнем, который заставляет воздух устремляться в картер. Когда воздух проходит через карбюратор, он забирает порцию топлива и масла.

По мере движения поршня топливовоздушная смесь, уже находящаяся в цилиндре, сжимается. Когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ), свеча зажигания воспламеняется, вызывая взрыв воздушно-топливной смеси.

2. Такт сжатия-выпуска

Поршень прижимается взрывом топливовоздушной смеси. Топливно-масляная смесь в картере находится под давлением, когда поршень движется вниз, и проталкивается через перепускное отверстие в цилиндр. Поступающий заряд выталкивает оставшиеся газы в цилиндре через выпускное отверстие.

Применение двухтактных и четырехтактных двигателей

Преимущества двухтактных двигателей заключаются в том, что они дешевле в изготовлении, имеют меньший вес и более высокое отношение мощности к весу, чем четырехтактные двигатели.

По этим причинам двухтактные двигатели идеально подходят для ручных устройств, таких как бензопилы, триммеры для струн и ранцевые воздуходувки. Двухтактные мотоциклы для бездорожья также возвращаются благодаря более удобному диапазону мощности и новым конструкциям двигателей, снижающим выбросы. Двухтактные двигатели также легче запускаются при низких температурах, что делает их идеальными для использования на снегоходах.

Однако четырехтактные двигатели создают больший крутящий момент при более низких оборотах, как правило, имеют большую долговечность, чем высокооборотные двухтактные двигатели, а также обеспечивают повышенную топливную экономичность и более низкий уровень выбросов. По этим причинам четырехтактные двигатели идеально подходят для таких применений, как мотоциклы, квадроциклы, морские моторы и гидроциклы.

AMSOIL

РУКОВОДСТВО ПО ПОИСКУ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

• Найдите товары для своего автомобиля: автомобили и легкие грузовики, мотоциклы, квадроциклы, снегоходы, морские суда, PWC, большегрузные автомобили и многое другое.
• Руководство по поиску старинных автомобилей.
• Фильтр поиска и руководств по перекрестным ссылкам.

Ознакомьтесь с направляющими

Смазка для четырехтактных двигателей

Четырехтактные двигатели смазываются маслом, находящимся в масляном поддоне. Масло распределяется по двигателю за счет смазки разбрызгиванием или насосной системы смазки под давлением; эти системы могут использоваться по отдельности или вместе.

Смазка разбрызгиванием достигается путем частичного погружения коленчатого вала в масляный картер. Импульс вращающегося коленчатого вала разбрызгивает масло на другие компоненты двигателя, такие как кулачки распределительного вала, поршневые штифты и стенки цилиндров.

Смазка под давлением использует масляный насос для создания смазочной пленки под давлением между движущимися частями, такими как коренные подшипники, шатунные подшипники и кулачковые подшипники. Он также перекачивает масло в направляющие клапанов двигателя и коромысла.