Двигатель внутреннего сгорания — Технарь

Двигатель внутреннего сгорания — распространенней вид теплового двигателя, в нем топливо сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

Такой тип теплового Двигателя обычно устанавливают на большинстве автомобилей. На рисунке 204 показан разрез простейшего двигателя внутреннего сгорания. Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень 3, соединенный при помощи шатуна 4 с коленчатым валом 5. На валу укреплен тяжелый маховик 6, предназначенный для уменьшения неравномерности вращения вала.

В верхней части цилиндра имеются два клапана 1 и 2, которые при работе, двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 1 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 7, а через клапан 2 выпускаются отработавшие газы.

В цилиндре такого двигателя периодически происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600-1800°С. Давление на поршень при этом резко возрастает. Расширяясь, газы толкают поршень, а вместе с ним и коленчатый вал, совершая механическую работу. При этом они охлаждаются, так как часть их внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Рассмотрим более подробно, схему работы такого двигателя. Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня.

Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.

При повороте вала двигателя в начале первого такта поршень движется вниз (рис. 205, а). Объем над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создается разрежение. В это время открывается клапан 1 ив цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан 1 закрывается.

При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь (рис. 205, б). В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.

Образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз (рис. 205, в). Под действием расширяющихся горячих газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах.

В конце третьего такта открывается клапан 2, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в, атмосферу. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвертого такта, когда поршень движется вверх (рис. 205, г). В конце четвертого такта клапан 2 закрывается.

Затем циклы работы двигателя повторяются.

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. В автомобильных двигателях пуск двигателя обычно осуществляется вспомогательным электрическим двигателем — стартером.

В автомобилях используют чаще всего четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, На рисунке 206 изображен разрез такого двигателя. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочередно происходит рабочий ход, и коленчатый вал все время получает энергию от одного из поршней.

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

Необходимой частью всякого двигателя внутреннего сгорания является система охлаждения, так как возможны и преждевременные вспышки горючей смеси и даже ее взрыв. Охлаждение цилиндров производится проточной водой или воздухом, поэтому двигатели внутреннего сгорания бывают с жидкостным или воздушным охлаждением.

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.

Вопросы.

1. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания? 2. Из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания? 3. Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания? 4. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя? Сколько оборотов делает при этом вал двигателя? 5. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырех тактов? Как называют эти такты? 6. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания? 7. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях? 8. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

Метки: вал двигателявосьмицилиндровые автомобильные двигателивыпускгазообразный продуктдавление на поршеньдвигательдвигатель внутреннего сгоранияжидкое топливоклапанколенчатый валмеханическая энергияМногоцилиндровые двигателипоршеньработа цилиндрарабочий ходсгораниесжатиесистема охлаждениястартертеплотеплотатопливофизикаэнергия

Двигатель внутреннего сгорания | Частная школа. 8 класс

Конспект по физике для 8 класса «Двигатель внутреннего сгорания». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое двигатель внутреннего сгорания. Как устроен двигатель внутреннего сгорания и как он работает.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

Существует несколько видов тепловых двигателей, которые можно разделить на двигатели внешнего сгорания и двигатели внутреннего сгорания.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Среди способов увеличения КПД тепловых двигателей один оказался особенно рациональным. Сущность его состояла в уменьшении потерь энергии за счёт перенесения места сжигания топлива и нагрева рабочего тела внутрь цилиндра. Отсюда и происхождение названия «двигатель внутреннего сгорания» (ДВС). Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

Двигатель внутреннего сгорания — один из самых распространённых двигателей. Он приводит в движение автомобили, тракторы, тепловозы, теплоходы и т. д.

Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г. французским инженером Э. Ленуаром. КПД его двигателя был равен всего 3,3 %. Однако благодаря развитию инженерной мысли в короткие сроки он был значительно усовершенствован.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания сыграло огромную роль в автомобилестроении. Первый автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания был создан в 1886 г. Г. Даймлером. В том же году появился трёхколёсный автомобиль К. Бенца. Их скорость достигала 18 км/ч. В 1892 г. свой первый автомобиль построил Г. Форд.

УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Рассмотрим простейший двигатель внутреннего сгорания. Он состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, соединённый с шатуном (шатун — деталь механизма, предназначенная для соединения с коленчатым валом).

Шатун насажен на коленчатый вал и приводит его во вращение при движении поршня в цилиндре. В верхней части цилиндра имеются два отверстия, в которые вставлены клапаны — впускной и выпускной.

При работе двигателя по мере необходимости клапаны открываются и закрываются.

Через них в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи, а также выходят отработанные газы.

ЧЕТЫРЕ ТАКТА РАБОТЫ ДВС

Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками, а расстояние, проходимое поршнем от одной мёртвой точки до другой, — ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня — четыре такта, поэтому такие двигатели называют четырёхтактными. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.

■ Первый такт — впуск. Поршень движется сверху вниз от верхней мёртвой точки в нижнюю. Объём над поршнем увеличивается, и давление газа в цилиндре над ним уменьшается. Впускной клапан открывается, и через него поступает горючая смесь (смесь паров бензина и воздуха). Выпускной клапан при этом закрыт. Когда поршень приходит в нижнюю мёртвую точку, впускной клапан закрывается.

■ Второй такт — сжатие. При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. Оба клапана закрыты. Когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.

■ Третий такт — рабочий ход. При сгорании горючей смеси выделяется большое количество теплоты. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600—1800 °С. Давление на поршень при этом возрастает. Расширяясь, газ толкает поршень, а вместе с ним и коленчатый вал с насаженным на него массивным маховиком, совершая при этом механическую работу. При этом газ охлаждается, так как часть его внутренней энергии превращается в механическую. Получив сильный толчок, маховик продолжает вращаться по инерции и перемещает, посредством коленчатого вала, поршень при последующих тактах.

■ Четвёртый такт — выпуск. Поршень движется вверх, выталкивая через открытый выпускной клапан отработанный газ. В конце четвёртого такта выпускной клапан закрывается. Затем цикл повторяется.

ДИЗЕЛЬНЫЕ И КАРБЮРАТОРНЫЕ ДВС

Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на дизельные и карбюраторные. Основное их отличие заключается в способе подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. Дизельные двигатели являются наиболее экономичными тепловыми двигателями: они работают на дешёвых видах топлива и имеют КПД 30—50 %. Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания имеют довольно низкий КПД — 25—30 %.

В карбюраторном двигателе горючая смесь готовится вне двигателя в специальном устройстве — карбюраторе и из него поступает в двигатель, в необходимый момент поджигаясь свечой зажигания.

В дизельном двигателе воздух попадает в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия, когда воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (700—800 °С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Двигатель внутреннего сгорания».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров: 10 609

Двигатели — Гиперучебник по физике

[закрыть]

введение

Слово «двигатель» немного устарело. Когда-то двигатель представлял собой любое механическое устройство. Например…

• Первоначальный искусственный компьютер представлял собой механическое устройство, называемое разностной машиной . Мне пришлось добавить туда слово «искусственный», поскольку слово «компьютер» изначально относилось к людям, чья работа заключалась в эффективном выполнении повторяющихся вычислений. Разностная машина была «искусственным компьютером», поскольку она была разработана для выполнения тех же операций, что и эти «человеческие компьютеры».
• Декоративные рамки на валюте США рисуются (частично) с помощью механического устройства, называемого циклоидальным двигателем ; в основном токарный станок, установленный на маятнике, который выгравировал линии на металлической пластине, установленной на другом маятнике. Когда периоды двух маятников несоизмеримы (не имеют общего кратного), линия, выгравированная на пластине, будет изображать привлекательный геометрический узор, подобный показанному ниже.

• До использования пороха большие снаряды запускались во время военных атак с помощью осадная машина . Наиболее известным примером такого устройства (по крайней мере, для носителей английского языка) является катапульта, но этот термин также включает такие устройства, как баллиста, мангонель и требушет.
• Хотя поисковая система   не является механической, она представляет собой электронное приспособление для просеивания бескрайних пустошей Интернета в поисках необычного слова, определенной группы обычных слов, фразы, состоящей из слов в определенном порядке, или другого такие идентифицирующие строки символов. Хотя я не могу это проверить, я считаю, что современная «поисковая машина» является пародией на более раннюю «осадную машину». Совпадение просто слишком поразительное, учитывая занудные ассоциации между компьютерами и средневековыми фэнтезийными ролевыми играми, распространенными примерно в то время, когда Интернет превратился из академической игровой площадки в явление поп-культуры.

За исключением последнего примера, первоначальное значение слова «двигатель» в значительной степени устарело. Это можно проследить до разработки паровой машины в середине 19 века. В настоящее время двигатель обычно относится к устройству, которое преобразует теплоту в механическую энергию. Технически таким устройством является тепловая машина , но в нынешнюю эпоху прилагательное «тепло» обычно опускается.

Хотя эти два устройства часто путают, двигатель — это не то же самое, что мотор. 9Электродвигатель 0010 (часто называемый просто двигателем ) представляет собой устройство для преобразования электрической энергии в механическую.

Как насчет пневматических двигателей?

Это порождает несколько лингвистических проблем. Почему автомобили иногда называют «автомобилями»? Во многих автомобилях есть двигатели, но устройство, отвечающее за их движение, не является двигателем. Это двигатель. На заре 21 века автомобили используют двигателя для привода щеток стеклоочистителей, открытия и закрытия окон, регулировки сидений и боковых зеркал заднего вида и вращения компакт-дисков; но они используют только двигатель для привода колес (хотя это скорее всего изменится). Крупнейший производитель автомобилей в США может называться General Motors, но на самом деле они продают автомобили с двигателями.

Описание двигателя простое, но относится к большому количеству различных устройств. Двигатели можно найти в автомобилях, грузовиках, мотоциклах, самолетах, лодках, кораблях, поездах, газонокосилках, цепных пилах, моделях самолетов, переносных генераторах, кранах, шнеках, дрелях и ракетах (это лишь несколько примеров). Двигатели можно классифицировать по одной или нескольким из нескольких схем.

• движением его частей
  • Поршневой двигатель
    Поршни, движущиеся вверх и вниз
    Расположение поршней: V, W, рядное/прямое, плоское, радиальное
  • Роторный двигатель
    детали, которые вращаются как в ванкеле, турбина, турбокомпрессор, реактивная турбина, турбореактивный двигатель, фанджет
  • Ракетный двигатель
    не обязательно должен иметь какие-либо движущиеся части, движение строго производится действием-реакцией, горячие газы выбрасываются назад, ракета движется вперед, также известный как реактивные двигатели
  • Неизвестно
    ПВРД, ГПВРД
• по месту сжигания топлива
  • Внутреннее сгорание
    топливо сжигается внутри камеры, содержащей рабочее тело (воздух)
  • Внешнее сжигание
    Топливо используется для нагрева рабочего тела (воздух, жидкая вода, пар, расплавленный натрий)
• по способу сжигания топлива
  • Непрерывное горение
    постоянный поток топлива горит устойчивым пламенем
  • Прерывистое сжигание
    периодическое сжигание отдельных количеств топлива
• по циклу, через который проходит рабочий газ
  • Цикл Отто
    Николаус Отто (1831–1891) Германия, задуман в 1861 г. , построен в 1876 г.
    Автомобили с бензиновым двигателем
  • Дизельный цикл
    Рудольф Дизель (1858–1916) Франция–Англия, запатентован в 1892 г., успешно построен в 1897 г.
    грузовиков, локомотивов; предназначен для использования пылевидного угля, но обычно сжигает дизельное топливо, но также может работать на растительном масле (биодизель)
  • Цикл Ренкина
    Уильям Ранкин (1820–1872) Шотландия, описан в 1859 г.
    паровые турбины, двигатель Уатта, двигатель Ньюкомба
  • Цикл Брайтона
    Джордж Брайтон (1830–1892) США, впервые предложил концепцию в 1873 г.
    газовые турбины, реактивные двигатели
  • Цикл Миллера
    Ральф Миллер (1890–????) Дания–США, первая заявка на патент в 1945 г. (отменена), повторно применена в 1949,51,52 Вариация цикла Отто с принудительной индукцией с асимметричными фазами газораспределения
    • впускной клапан раннего закрытия, закрывается до НМТ, снижая давление ниже атмосферного, охлаждается также адиабатически, нижний T _c для повышения эффективности
    • выпускной клапан с поздним закрытием, остается открытым, пока открыт впускной клапан, фактически проходной, задерживает начало сжатия
    • поздно закрывающийся впускной клапан, закрывается до НМТ, задерживая начало сжатия, некоторый обратный поток во впускной коллектор, противодействовать этому с помощью нагнетателя и промежуточного охладителя
  • Цикл Ванкеля
    Феликс Ванкель (1902–1988) Германия, разработан в 1954 году, испытан в 1957 году
    Снова Mazda, мало движущихся частей
  • Цикл Стирлинга
    Роберт Стирлинг (1790–1878) Шотландия, изобретен в 1816 г.
    работает при любой разнице температур, высокая эффективность, низкий уровень выбросов или их полное отсутствие (OTEC: преобразование тепловой энергии океана), высокая стоимость производства

цикл отто

Начните со схем поршня.

Увеличить

Опишите каждую часть цикла

Ход впуска

• Впускной клапан открыт
• поршень движется вниз
• увеличение громкости
• постоянное давление (атмосферное)
• температура снижается
• изобарический
• «всасывание» воздуха и топлива (через карбюратор или топливную форсунку)

Такт сжатия

• оба клапана закрыты
• поршень движется вверх
• громкость уменьшается
• давление увеличивается
• повышение температуры
• адиабатический
• «сжимать» топливно-воздушную смесь, но поддерживать ее ниже температуры воспламенения, чтобы предотвратить преждевременное зажигание

svg»/>

Зажигание

• оба клапана закрыты
• поршень в крайнем верхнем положении
• давление увеличивается
• постоянный объем
• повышение температуры
• изохорный
• «бах» идет свеча зажигания

Рабочий ход

• оба клапана закрыты
• поршень движется вниз
• давление снижается
• увеличение громкости
• температура снижается
• адиабатический
• «толкать» поршень вниз по мере того, как топливно-воздушная смесь расширяется наружу
• один полезный ход из четырех

Выпускной клапан

• Выпускной клапан открыт
• поршень в крайнем нижнем положении
• давление падает до атмосферного
• постоянный объем
• температура снижается
• изохорный
• «хлоп» открыть выпускной клапан

svg»/>

Ход выпуска

• Выпускной клапан открыт
• поршень движется вверх
• постоянное давление (атмосферное)
• громкость уменьшается
• повышение температуры
• изобарический
• «выдуть» продукты сгорания из цилиндра

диаграммы давление-объем

Затем перейдите к PV-диаграммам (индикаторным диаграммам).

Джеймс Уатт называл их индикаторными диаграммами, а не графиками давления-объема, поскольку словесный график еще не был изобретен.

Пароиндикатор — прибор для построения графика зависимости давления в цилиндре паровой машины от фазы рабочего цикла машины. Форма этой диаграммы показывает возможные неисправности машины. С помощью планиметра можно определить среднее эффективное давление пара в двигателе или, если известны ход и диаметр цилиндра и число оборотов в минуту, мощность двигателя,

Урок истории от Канадского музея рукоделия

Ватт и Южный, ок. 1796 Вскоре индикатор был адаптирован для обеспечения письменной записи каждого отдельного приложения, а не просто временного наблюдения. Это был огромный аналитический прорыв, позволивший сформировать точную картину давления пара в любой момент движения поршня. Источником вдохновения был Джон Саузерн (1758-1815), рисовальщик Уатта, который записал в письме от 14 марта 179 г.6, что он «изобрел прибор, который должен точно определить, какую мощность развивает тот или иной двигатель».

• адиабата-изотерм.pdf
• otto-graph.pdf

1. ход впуска
   Поршень выходит из верхней части цилиндра и движется вниз. Объем над поршнем расширяется, втягивая воздух и топливо в камеру сгорания. Поскольку впускной клапан при этом такте открыт, давление внутри цилиндра будет постоянным и примерно равным давлению окружающей среды. Таким образом, этот сегмент цикла представлен горизонтальной линией ( изобара ) работает от слева направо (от минимального до максимального объема). Если предположить, что количество газа в цилиндре увеличивается пропорционально его объему, то фактически его температура не меняется.
2. такт сжатия
   Оба клапана закрыты, и газ быстро выдавливается внутрь цилиндра. Поскольку процесс происходит быстро, практически нет времени для потери тепла в окружающую среду. Таким образом, этот сегмент цикла представлен адиабата бегущая от справа налево . Поскольку адиабаты круче изотерм, этот отрезок пересекает несколько изотерм; что согласуется с нашими ожиданиями, что температура должна повышаться. Поскольку кривая идет «назад», площадь под ней отрицательна; то есть над газом совершается работа.
3. зажигание
   Воспламенение топливно-воздушной смеси внутри цилиндра делает две очевидные вещи: повышает температуру и повышает давление над поршнем. Однако это происходит так быстро, что у поршня не так много времени, чтобы отреагировать, и объем над ним фактически остается постоянным. Таким образом, этот сегмент цикла представлен вертикальной линией ( изохора ) идущая от снизу вверх . Кривая пересекает несколько изотерм (поскольку теплота сгорания топливно-воздушной смеси сбрасывается в систему), но работа над газом или над ним не совершается (поскольку площадь под вертикальной линией равна нулю).
4. Рабочий ход
   Поршень толкается вниз под действием сильного давления после воспламенения. Объем увеличивается, но это происходит так быстро, что потери тепла в окружающую среду минимальны. Таким образом, этот сегмент цикла представлен адиабата работает от слева направо . Поскольку эта кривая идет «вперед», площадь под ней положительна, и над окружающей средой совершается работа. Вот почему это называется «мощный удар». Это единственная часть цикла, в результате которой выполняется какая-либо полезная работа. Поскольку кривая рабочего такта выше, чем кривая такта сжатия, полезная работа газа положительна. Таким образом (в целом) каждый цикл воздействует на окружающую среду. Это имеет смысл, поскольку двигатели — это устройства для выполнения работы. Кроме того, кривая пересекает несколько изотерм. При ближайшем рассмотрении индикаторной диаграммы видно, что во время рабочего такта пересекается больше изотерм, чем во время такта сжатия. Это важное наблюдение, которое настраивает нас на следующую часть цикла.
5. выпускной клапан
   Клапан открывается в конце рабочего хода, что снижает давление внутри цилиндра до давления окружающей среды. Однако это происходит так быстро, что объем над поршнем не изменяется эффективно. Таким образом, этот сегмент цикла представлен вертикальной линией (изохорой ), идущей от вершины к низу . Поскольку график вертикальный, в это время над газом не совершается никакой работы. Однако линия пересекает несколько изотерм, что означает уменьшение внутренней энергии. Поскольку работа не совершается, это уменьшение должно быть результатом отдачи тепла в окружающую среду. В соответствии с теоремой о работе-энергии эта потеря теплоты меньше теплоты, полученной при сгорании (разница между ними равна чистой работе, совершаемой газом).
6. такт выпуска
   Последняя часть цикла возвращает систему в исходное состояние. Поскольку выпускной клапан открыт во время этой части цикла, давление внутри цилиндра фактически равно давлению окружающей среды, но поскольку поршень движется вверх, объем над ним уменьшается. Таким образом, этот сегмент цикла представлен горизонтальной линией ( изобара ), проходящей от справа налево (от максимального объема к минимальному). Предполагая, что количество газа внутри цилиндра уменьшается пропорционально его объему, его температура практически не меняется. Кроме того, площадь под этим сегментом равна и противоположна площади под тактом впуска. Таким образом (по крайней мере, в идеальном мире) газ не совершает никакой работы по мере того, как он втягивается в цилиндр и вытесняется из него.

суть двигателей

И, наконец, суть двигателей.

Добавить текст моста.

КПД в целом и КПД двигателей. Какой символ вы бы предпочли: η [эта] или ℰ [прописная буква е] или e  [строчная е]?

Эффективность касается не только двигателей.



Бензиновый двигатель

9Дизельный двигатель 0389, типовой

Бензиновый двигатель

другие циклы

• дизельный цикл (турбодизель)
  • введите турбонагнетатель
    • воздух при атмосферном давлении и температуре
  • компрессия турбокомпрессора
    • адиабатическое сжатие турбиной
    • открыть оба клапана на поршне
    • воздух вдувается только в поршень (нет риска выброса несгоревшего топлива через выпускной клапан, как в двухтактном двигателе)
    • Ш _в
  • такт сжатия
    • закрыть впускной клапан
    • поршень движется вверх
    • адиабатическое сжатие
    • более высокая компрессия, чем цикл otto
    • повышение температуры выше точки воспламенения (нет топлива — нет опасности преждевременного воспламенения)
    • Ш _в
  • впрыск топлива
    • поршень движется вниз
    • без свечи зажигания, самовозгорание
    • взрывающееся топливо поддерживает постоянное давление (идеализация)
    • изобарическое расширение (горизонтальная линия на графике PV)
    • Q _{горячий} и W _выход
  • рабочий ход
    • поршень продолжает движение вниз
    • адиабатическое расширение
    • один полезный ход из двух
    • Ш _вне
  • расширение турбонагнетателя
    • открыть оба клапана
    • адиабатическое расширение выхлопных газов продолжается за пределами цилиндра

    Турбина

    • отбирает часть остаточной энергии для питания нагнетателя
    • Ш _вне
  • выход турбонагнетателя
    • перепад изохорного давления (вертикальная линия на графике PV)
    • давление и температура возвращаются к атмосферным значениям
    • Q _{холодный}
• цикл Ранкина (паровая турбина)
  • вода в
    • вода закачивается в котел высокого давления
    • повышение изохорного давления
    • Ш _в
  • испарение
    • вода, нагретая до температуры кипения
    • изобарический, изотермическое расширение
    • громкость увеличивается из-за изменения фазы
    • Q _{горячий}
  • расширение
    • перегретый сухой пар в турбину
    • адиабатическое расширение
    • охлаждаемый влажный пар существует турбина
    • Ш _вне
  • конденсат
    • вода конденсируется (в конечном итоге)
    • изобарическое, изотермическое сжатие
    • громкость уменьшается из-за изменения фазы
    • Q _{холодный}
• цикл Стирлинга (два поршня с перегородками регенератора)
  • ход сжатия
    • изотермическое сжатие
    • импульс кариеса холодный поршень вперед
    • начало сжатия в холодном поршне (с помощью сжатия охлаждающего газа)
    • выход тепла в холодный резервуар
    • горячий поршень остается неподвижным
    • Q _{холодный} и W _в
  • регенерация
    • изохорный (оба поршня движутся одинаково)
    • конец сжатия в холодном поршне
    • поток холодного газа через регенератор
    • тепло, отводимое от регенератора в подогретый газ
    • начало расширения в горячем поршне
    • − Q _{регенератор}
  • рабочий ход
    • изотермическое расширение
    • холодный поршень остается неподвижным
    • импульс кариеса горячий поршень вперед
    • горячий поршень продолжает расширяться (при помощи расширения горячего газа)
    • Q _{горячий} и W _выход
  • регенерация
    • изохорный (оба поршня движутся одинаково)
    • холодный поршень расширяется
    • контрактов с горячим поршнем
    • поток горячего газа через регенератор
    • тепло, отводимое от регенератора для предварительного охлаждения газа
    • + Q _{регенератор}

Современный двигатель внутреннего сгорания

Современный двигатель внутреннего сгорания

Введение

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивает
большинство автомобилей сегодня и существует уже много лет. У ICE есть
подвергался многочисленным переделкам исключительно с целью улучшения
выходная мощность и минимизация потерь энергии. Как работает процесс
что есть впуск через портовые отверстия, который толкает поршень вниз
начиная свой цикл сжатия и декомпрессии, с энергией
от этого передается на коленчатый вал, позволяя движение
автомобиль. Более распространенный двигатель внутреннего сгорания полагается на четыре
ход поршня, чтобы завершить свой цикл и высвободить энергию для перемещения
средство передвижения. [1-3]

Как это работает

В этом цикле четыре этапа: 1) впуск, 2)
сжатие, 3) сгорание и рабочий ход, и, наконец, 4) выхлоп
(Рисунок 1). Процесс того, как это работает, приведен в списке:

1. Впуск: Топливно-воздушная смесь
   поступает в цилиндр при смещении поршня вниз и впускном
   открывается.

2. Сжатие: После закрытия
   на входе давление топливно-воздушной смеси увеличивается и
   температуры, когда поршень сжимает газ, двигаясь
   вверх.

3. Сгорание и рабочий ход: Энергия
   высвобождается в результате реакции горения, вызванной
   зажигание свечи зажигания, которая сжигает топливно-воздушную смесь
   и доводит до высокой температуры. По мере увеличения смеси
   при температуре и давлении он давит на поршень,
   следовательно, вызывая рабочий ход, который вращает
   коленчатый вал.

4. Выхлоп: Побочные продукты, образующиеся при
   реакция горения затем высвобождается через выхлоп
   труба, и цикл повторяется, как только впускное отверстие открывается, а выпускное
   клапан закрывается. [2,3]

Энергетический анализ

Хотя этот двигатель обычно используется в транспортных средствах
сегодня это не значит, что он самый эффективный. Горение
Неэффективность измеряет долю энергии, которая не используется из
топливо. Установлено, что тепловые потери охлаждающей жидкости и тепловые потери энергии выхлопных газов
являются самыми большими источниками тепловых потерь, что способствует отсутствию
энергетического оборота. Постоянно утверждается, что второй закон
Термодинамика ограничивает все двигатели от достижения максимального теплового
эффективность, но это не значит, что мы не можем улучшить конверсию
энергии. Постоянные инновации и модернизация внутреннего сгорания
двигатель позволил улучшить преобразование энергии топлива. [4]

Заключение

Знание того, как работает двигатель внутреннего сгорания и
где кроется его неэффективность, правильная технология и конструкция
двигатель внутреннего сгорания позволит нам лучше использовать энергию
внутри топлива. Хотя цены на газ постоянно колеблются,
наиболее вероятной тенденцией в будущем будет повышение цен на газ, что
только сделает движение за разработку высокоэффективных автомобилей
сильнее. Это возможно даже при продолжающемся диалоге о
отказ от ископаемого топлива и последствия изменения климата, что,
наряду с нашим нынешним технологическим бумом, мы больше не будем полагаться или использовать
двигатель внутреннего сгорания для автомобилей будущего.

© Джоаб Камарена. Автор дает разрешение
копировать, распространять и демонстрировать это произведение в неизмененном виде, с
ссылка на автора только в некоммерческих целях. Все остальные
права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.