Все тела обладают внутренней энергией — земля, камни, облака. Однако получить их внутреннюю энергию довольно сложно, а порой и невозможно. Самый простой способ использования внутренней энергии для нужд человека — это использование внутренней энергии только некоторых, образно говоря, «горючих» и «горячих» тел. В том числе: нефть, уголь, горячие источники вблизи вулканов, теплые океанские течения и т.д. Рассмотрим один из примеров использования преобразования внутренней энергии этих тел в механическую энергию.
Я сделал своим делом изучение истории и развитие двигателей внутреннего сгорания. Более подробно изучить конструкцию и типы двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрение принципа работы двигателей внутреннего сгорания.
Актуальность этой темы заключается в том, что двигатели внутреннего сгорания играют важную роль в жизни человека.
Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно: они приводят в движение самолеты, моторные суда, легковые автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания установлены на речных и морских судах. Несмотря на то, что двигатели внутреннего сгорания являются очень несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, громкий шум, токсичные выбросы, меньше ресурсов) из-за их автономности (в требуемом топливе содержится гораздо больше энергии, чем в лучших электрических батареях), двигатели внутреннего сгорания очень распространены, например, на транспорте.
История возникновения и развития
Двигатель внутреннего сгорания (dvs)
Они создали двигатель внутреннего сгорания в середине 19 века, когда паровой двигатель был нераздельным правилом в движении. В то время светящийся газ использовался для освещения улиц. Свойства нового топлива дали изобретателям идею, что поршень в цилиндре может перемещать газовую смесь, а не пар. На вопрос о том, как эта смесь может воспламениться, ответ на другой технический вопрос помог — индукционная катушка для генерации электрической искры.
Первый практичный газовый двигатель был разработан в 1860 г. французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900 гг.).
Физические основы устройства двигателя внутреннего сгорания (Двигатель Отто)
... двигателей внутреннего сгорания поршневой двигатель отто сгорание Двигателями внутреннего сгорания (д. в. с.) называются тепловые двигатели поршневого типа, в которых сгорание топлива (подвод теплоты) и превращение теплоты продуктов сгорания в работу происходит непосредственно внутри рабочего цилиндра. Двигателями внутреннего сгорания ...
КПД этого двигателя составил всего 3,3%. В 1876 году немецкий изобретатель Николаус Август Отто (1815-1891) построил усовершенствованный 4-тактный газовый двигатель Д.В.П. По сравнению с паровым двигателем Д.В.П. он в принципе проще, так как одно звено преобразования энергии — паровая котельная установка — опущено. Это улучшение привело к большей компактности D.V.P., меньшей массе на привод и более высокому КПД, но при этом потребовало более качественного топлива (газа, масла).
В 1880-е годы О.С. Косович построил первый в России бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 году немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913) получил патент на двигатель, который позднее был назван его именем. Тот, кто работал над повышением эффективности Д.В.С., предложил двигатель с самовоспламенением. Улучшение этого Д.В.С. в Л. Нобелевский завод в Санкт-Петербурге (ныне «Русское Дизельное») в 1898-99 годах дал возможность использовать в качестве топлива масло. Это делает Д.В.С. самым экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1901 году в США был разработан первый трактор с Д.В.П.. Дальнейшее развитие автомобиля Д. В. П. позволило братьям О. и Райту построить первый самолет с Д. В. П. Несмотря на очевидные преимущества двигателя внутреннего сгорания, до конца 19 века паровые и электрические двигатели считались более перспективными, чем газовые и бензиновые. В США, например, 40% выпускаемых к 1899 г. механических экипажей составляли «паровозы», 38% — «электромобили» и только 22% — «бензиновозы».
Варианты и конструкция двигателей внутреннего сгорания
В соответствии с методом газообмена, двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные. Рабочий цикл четырехтактного двигателя выполняется в 4-х поршневых движениях (цикл), т.е. при 2-х оборотах коленчатого вала. Первый ход — всасывание. Второй ход — сжатие. Третий ход — рабочий. Четвертый ход — освобождение.
Двухтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания работает в два хода поршня или в один оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширения практически идентичны процессам в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания. При тех же условиях двухтактный двигатель должен быть в два раза мощнее четырехтактного, так как мощность двухтактного двигателя с карбюратором в два раза выше у двухтактного, но на практике мощность двухтактного двигателя с карбюратором часто не превышает мощность четырехтактного двигателя с тем же диаметром цилиндра и ходом, а еще ниже. Это связано с тем, что значительная часть хода (20% -35%) поршня выполняется при открытых клапанах, когда давление в цилиндре низкое и двигатель практически не работает.
Дизельные и карбюраторные двигатели отличаются по типу и способу воспламенения горючей смеси. Дизельные двигатели работают, воспламеняя топливо в воздушной среде. Воспламеняющаяся смесь воспламеняется за счет повышения температуры воздуха, сжатого в цилиндрах и распыляющих топливные форсунки. Дизельные двигатели также способны развивать более высокую мощность. Кроме того, КПД дизельных двигателей достигает 35-40%, что заметно выше КПД карбюраторных двигателей: 25-30%.
Двигатель внутренного сгорания
... производства. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы. Двигатели с внешним сгоранием - паровые машины, паровые турбины, двигатели Стирлинга и т.д. Двигатели внутреннего сгорания. В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, ...
В карбюраторных двигателях топливная смесь готовится в карбюраторе и воспламеняется в цилиндрах электрической искрой. Примером карбюраторного двигателя внутреннего сгорания является двигатель ГАЗ-21 «Волга». Это четырехцилиндровый четырехтактный двигатель мощностью 55 кВт (75 л.с.) при 4000 об/мин.
В методе формирования горючей смеси используются двигатели с внутренней и внешней смесью. Внутреннее перемешивание происходит в дизельных двигателях, воздух перед зажиганием поглощается отдельно и насыщается распыленным дизельным топливом в цилиндрах.
Внешняя смесь используется для бензина и бензина. Всасываемый двигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителе до тех пор, пока топливная смесь не попадет в цилиндры. Двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением известны по методу охлаждения.
Двигатели с жидкостным охлаждением обеспечивают более равномерную работу при колебаниях температуры окружающей среды и являются предпочтительными для многих базовых машин. Охлаждающие жидкости — это вода или антифриз, замерзающие при более низкой температуре (до минус 40oC).
Двигатели с воздушным охлаждением охлаждаются воздушным потоком, который выбрасывается вентилятором на оребренные поверхности цилиндров.
Двигатель внутреннего сгорания
Основным преимуществом двигателей внутреннего сгорания и других тепловых двигателей (например, реактивных двигателей) перед гидравлическими и электрическими является их независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и т.д.); в этом контексте оборудование, оснащенное двигателями внутреннего сгорания, может свободно передвигаться и находиться в любом месте. Это привело к широкому использованию двигателей внутреннего сгорания на транспортных средствах (легковые автомобили, дорожно-строительная техника, самоходная военная техника и т.д.).
).
Основные компоненты МКО.
Двигатели внутреннего сгорания представляют собой сложную единицу, состоящую из ряда компонентов и систем.
Наконечник двигателя представляет собой группу неподвижных деталей, которые составляют основу всех других механизмов и систем. Корпус включает в себя корпус блока, головку (головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, крышки корпуса переднего и заднего блока, масляный поддон и ряд мелких деталей.
Механизм перемещения — группа подвижных частей, которые принимают давление газа в цилиндрах и преобразуют это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя. Механизм движения включает в себя поршневую группу (поршень, шатун, коленчатый вал и маховик), распределительный вал (распределительный вал), приводимый в движение коленчатым валом, и толкатели, штоки и качающиеся рычаги, открывающие клапаны. Клапаны закрыты пружинами клапана.
Роторно-поршневой двигатель
... двигатель Ванкеля способен выдерживать гораздо большие обороты, но с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, ... обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Практическое применение получили двигатели с тр ... воспламенением рабочей смеси, поэтому в конструкции двигателя часто ...
Система смазки — система узлов и каналов, снабжающих движущиеся поверхности смазочным материалом. Масло в масляном поддоне перекачивается в фильтр грубой очистки, а затем через главный масляный канал в блочном корпусе под давлением подается на подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, шестерни и детали газораспределительного механизма. Цилиндры, толкатели и другие детали смазываются масляным туманом, образующимся при распылении масла из зазора подшипников вращающихся деталей.
Двигательная установка готовит горючую смесь из топлива и воздуха в соотношении, соответствующем режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака, топливного всасывающего насоса, топливного фильтра, труб и карбюратора, который является основным компонентом системы.
Система зажигания используется для создания в камере сгорания искры, которая зажигает рабочую смесь. Система зажигания состоит из источника питания — генератора и батареи — и прерывателя, от которого зависит время зажигания. В то время, когда двигатели внутреннего сгорания не имели электрического зажигания, использовались калибраторы зажигания.
Стартерная система состоит из электрического стартера, передач от стартера к маховику, блока питания (аккумуляторной батареи) и элементов дистанционного управления.
Входная и выходная система состоит из труб, воздушного фильтра на входе и шумоглушителя на выходе.
Заключение
В этой исследовательской работе я изучал историю возникновения и развития, структуру, варианты и принцип работы двигателей внутреннего сгорания и получил дополнительные знания по этой теме.
В будущем планируется создать рабочую модель двигателя внутреннего сгорания, обладающую теоретическими знаниями.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/tsiklyi-dvigateley-vnutrennego-sgoraniya/
- К.С. Шестопалов Устройство, обслуживание легкового автомобиля. Учебник.
- Двигатели внутреннего сгорания, т.1-3, 1956 .
- Двигатели внутреннего сгорания, 1965 год.
- Восьмой класс физики, 2004.
- Великая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2003 г.
- Большой список учащихся 5-11 классов.
