Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

принцип действия, технические характеристики, топливо

Газогенераторные двигатели имеют один неоспоримый плюс — возобновляемое топливо, которое не проходит предварительной обработки. История использования машин с таким оборудованием достаточно длительная. Сейчас они не так популярны, как раньше, но понемногу все же возвращаются в строй.

Основные особенности

Газогенераторный двигатель имеет несколько неоспоримых положительных особенностей. Во-первых, топливо для устройства очень дешевое. Во-вторых, во время эксплуатации прибора появляется зола, которую можно использовать в качестве удобрения, к примеру. В-третьих, автомобилю не потребуется установка мощных химических аккумуляторов.

Газогенераторные двигатели доказали свое право на существование уже очень давно. На сегодняшний день их показатели, конечно же, сильно уступают новым моделям, работающим на бензине. Однако для большинства рядовых автолюбителей вполне могут подойти. Газогенераторная установка позволит развить скорость до 100 км/ч, приблизительный максимальный пробег составит около 100 км. Чтобы повысить этот параметр, придется возить на заднем сиденье дополнительные мешки с дровами и периодически вручную добавлять «топливо» в бак.

Как работает устройство

Принцип работы газогенератора — синтез газа. Это процесс, в ходе которого, горючий газ будет образовываться при сгорании органического материала. Для того чтобы запустить такой процесс, необходимо достичь нужной температуры. Синтез газа начинается при достижении показателя в 1400 градусов по Цельсию. В качестве топлива для газогенераторного двигателя могут использоваться торф, брикеты с углем и некоторые другие материалы. Однако, как показала практика, наиболее распространенным и удобным материалом в качестве топлива выступает древесина. Хотя здесь стоит отметить, что дрова обладают одним недостатком — уменьшение заряда рабочей смеси. Вследствие этого несколько понижается и мощность установки.

Можно добавить, что двигатель на дровах такого типа обычно используется с уже установленным ДВС.

Технические показатели

Если стоит выбор, к примеру, между покупкой автомобиля с традиционным двигателем или с газогенератором, то нужно подробно остановиться на рассмотрении технических данных второго варианта.

Масса двигателя на дровах достаточно большая, из-за чего теряется некоторая часть маневренности. Этот недостаток становится опасным, если развивать большую скорость. По этой причине доводить автомобиль даже до 100 км/ч не слишком разумное решение — придется ездить медленнее. Есть еще несколько важных технических данных такого оборудования.

Газовый двигатель, работающий на дровах, обладает большей степенью сжатия, чем грузовые бензиновые двигатели. Что касается мощности, то газогенератор, естественно, проигрывает бензиновому мотору.

Последнее отличие не в пользу газовой модели — это грузоподъемность, в которой он также проигрывает автомобилю с бензиновым двигателем.

Здесь еще важно отметить, что древесный газ характеризуется низкой энергетической ценностью, если сравнивать его с природным. Авто на дровах будет неизбежно терять в динамических свойствах, что также следует учитывать водителю такого транспортного средства.

Некоторые предпочитают установку объемного газогенератора осуществлять на прицеп, а не на сам автомобиль. В таком случае и быстро разогнаться не получится, и маневрировать особо не выйдет. Прицеп будет являться своеобразным ограничителем.

Плюсы газогенераторов

Если говорить о плюсах автомобилей с газогенераторными двигателями, то на первый план сразу же выдвигается возможность использования возобновляемого топлива без предварительной обработки. К примеру, чтобы преобразовать биомассу в пригодное топливо, допустим в этанол или биодизель, расходуется энергия, в том числе и энергия СО2. Причем в некоторых случаях для преобразования расходуется больше энергии, чем содержит изначальное вещество. Что же касается газогенераторного двигателя на дровах, то он не требует затрат энергии для производства своего топлива. Разве что нужно порезать и нарубить саму древесину для удобства загрузки.

Если сравнивать авто с генератором газа и электромобилем, то можно выделить такое преимущество: отсутствие необходимости в мощном химическом источнике энергии — аккумуляторе. Недостаток таких химических аккумуляторов в том, что у них есть свойство саморазрядки, а потому перед эксплуатацией такого авто его нужно не забывать заряжать. Если говорить об устройствах, генерирующих газ, то они сами по себе являются «натуральными» аккумуляторами.

При правильной сборке генератора газа и его работе в автомобиле, он будет значительно меньше засорять окружающую среду, чем любой бензиновый или дизельный двигатель. Конечно, если сравнивать с электромобилем, который вовсе не создает выбросов в атмосферу, газогенератор проигрывает. Однако для зарядки электрических авто требуется много энергии, а она все еще добывается традиционными способами, сильно загрязняющими воздух.

Минусы газогенераторов

Несмотря на определенные преимущества таких установок, их монтаж все еще остается очень индивидуальным решением и не самым оптимальным. Сама по себе установка, генерирующая газ, занимает много места, а весит она несколько сотен килограммов. При этом всю эту громоздкую конструкцию придется перевозить с собой. Большие габариты газовой установки обусловлены тем, что древесный газ характеризуется низким коэффициентом удельной энергии. Для примера можно сравнить удельную энергетическую ценность древесного газа, которая составляет 5,7 МДж/кг, с энергией, выделяющейся при сгорании бензина — 44 МДж/кг, или 56 МДж/кг — результатом сгорания природного газа.

Работа автомобиля на газогенераторе

При эксплуатации такого газового двигателя не получится достичь скорости и ускорения, возможных при использовании бензинового аналога. Проблема заключается в составе древесного газа. Он на 50 % состоит из азота, на 20 % из окиси углерода; оставшиеся 18 % — водород, 8 % — двуокись углерода, 4 % — метан. Азот, который занимает половину удельной массы газа, вовсе не способен поддерживать горение, а соединения на основе углерода снижают эффективность горения. Большое количества азота уменьшает общую мощность такого генератора примерно на 30-50 процентов. Углерод снижает скорость горения газа, из-за чего не удается достичь высоких оборотов. Как следствие этого, понижаются динамические показатели автомобиля.

Применение генератора газа

Следует отметить еще одну небольшую проблему газогенераторных автомобилей, которая связана конкретно с их применением. Она связана с тем, что установке необходимо выйти на рабочую температуру, и только потом можно ехать. Время, требуемое для выхода на такую температуру, примерно 10 минут. Кроме этого, перед следующей загрузкой дров необходимо каждый раз лопаткой вычищать золу. Еще одна проблема в обслуживании — образование смол. Сейчас она стоит уже не так остро, как раньше, но все равно приходится очищать фильтры от загрязнений. Все это приводит к необходимости частого обслуживания генератора.

Если говорить в общем об уходе за таким устройством, то можно сказать так: появляется много хлопот с обслуживанием, которые полностью отсутствуют у бензиновых двигателей.

Генераторная установка для ЗИС-21

Как уже говорилось, основной принцип работы генератора — превращение твердого топлива в газ, поступающего в цилиндры. Газогенераторный ЗИС-21 в основном работал на таком топливе, как дуб и береза. Иногда использовался бурый вид угля, так как он был наименее гигроскопичным и давал больше всего газа на выходе.

Что касается конструкции типового генератора газа для ЗИС-21, то состоял он из следующих элементов: непосредственно самого газогенератора, охладителя-очистителя, тонкого очистителя, смесителя и электрического вентилятора.

Работа установки на ЗИС

В верхней части генератора располагался бункер, в который загружалось твердое топливо. Непосредственно под самим бункером располагался топливник. Здесь осуществлялось сжигание древесины. По мере того как сгорало старое топливо, осуществлялась «автоматическая подача» новой древесины. На деле же она просто падала из бункера в топливник под собственным весом, когда освобождалось место. Сама газогенерирующая установка располагалась с левого борта автомобиля.

В этом же топливнике происходило и образование окиси углерода из-за протягивания воздуха сквозь горящее топливо. Просасывание кислорода происходило либо за счет разрежения в цилиндрах, либо за счет работы электрического вентилятора. Эти методы являлись принудительными, но были установки и с естественной тягой воздуха. Однако в таком случае на подготовку к запуску могло уйти до часа времени.

Под топливником располагался зольник, как в любой обычной печи. Здесь скапливались продукты сгорания. Каждые 80-100 км было необходимо очищать его от золы. Однако здесь справедливо будет отметить, что этот факт доставлял проблемы лишь водителю транспортного средства.

Путь газа в установке и очистка

Весь полученный в процессе сгорания дров газ поступал в рубашку, которая окружала бункер. Таким образом достигался подогрев этого отсека. Это было необходимо, чтобы предварительно просушить всю древесину, подготовленную для сжигания. Далее стоит отметить, что после выхода из генератора газ имел температуру примерно 110-140 градусов. Поэтому он должен был проходить через секции радиатора. Там он не только понижал свою температуру, но и попутно очищался от тяжелых химических примесей.

Что касается очистки, то она происходила таким образом. Секции очистителя-теплообменника представляли собой внутренние перфорированные трубы. Эта конструкция была схожа с нынешними выхлопными системами. Горячий газ сильно расширялся, из-за чего терял скорость течения. Проходя через лабиринты труб, он еще сильнее замедлялся. Примеси отсеивались от него и оставались на внутренних стенках наружных труб обменников тепла. После этого следовал тонкий очиститель.

Вывод

В конце можно подвести следующий итог. Характеристики газогенераторных двигателей достаточно слабые, если сравнивать их с бензиновыми. Установка имеет некоторые преимущества, однако она достаточно неудобна в эксплуатации, требует постоянного и тщательного ухода. Кроме того, она не позволяет развивать большую скорость и снижает маневренность. По этим причинам автомобили с такими газовыми генераторами не пользуются практически большой популярностью.

Принципы работы бензинового двигателя – Научные проекты

Сбор информации:

Узнайте о бензиновых двигателях. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о принципах работы бензиновых двигателей. Посетите веб-сайт старинных двигателей, чтобы увидеть простой дизайн первых бензиновых двигателей. Следите за тем, откуда вы получили информацию.

Физика бензинового двигателя

также известная как

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Наиболее часто используемый сегодня тип автомобильного двигателя основан на цикле Отто, названном в честь его создателя Николауса Отто. Термин «четырехтактный» относится к четырем характерным движениям, которые совершает поршень во время преобразования химической энергии в энергию вращения, которую можно использовать для практического использования, в данном случае для приведения в движение автомобиля.

Это изображение используется в качестве ссылки на части двигателя, которые упоминаются на этой странице веб-сайта.
Простой двигатель включает один цилиндр, один поршень, свечу зажигания, установленную на одном конце цилиндра, и коленчатый вал на другом конце цилиндра. Цилиндр также включает в себя два клапана. Один клапан предназначен для входа смеси воздуха и бензина, а другой клапан для выхода горячих газов.

1. Нарушение хода:

Первый удар цикла описывается как цикл впуск , начинает двигаться вниз. В то же время, когда поршень начинает свой путь вниз, впускной клапан открывается и позволяет воздуху втягиваться в полость цилиндра с помощью движущегося вниз поршня. Также в это время небольшое количество бензина впрыскивается в камеру через топливную форсунку и смешивается с воздухом. Бензин необходимо смешивать с воздухом, потому что жидкий бензин не горит, поэтому он должен испаряться форсункой и смешиваться с воздухом. Идеальное соотношение воздуха и газа составляет 14 частей воздуха на одну часть топлива. Это соотношение контролируется электронным способом с помощью компьютера, подключенного к топливному насосу и форсункам, которые подают количество топлива в зависимости от количества воздуха, которое двигатель может всосать в цилиндр.

 

 

 

2. Такт сжатия:

Второй такт, также известный как такт сжатия, начинается с закрытия впускного клапана. Когда впускной клапан закрывается, между поршнем и верхней частью цилиндра, где расположены клапаны, создается герметичная камера. Затем поршень начинает свой путь вверх, смесь бензина и воздуха сжимается в соотношении примерно 10:1. Это соотношение возникает из-за различий в объеме между объемом камеры цилиндра в верхней части хода поршня и объемом камеры цилиндра, когда поршень находится в нижней части своего пути. Чем больше это отношение может быть достигнуто, тем большую мощность может производить двигатель. Для автомобилей с заданным объемом 454 дюйма3 или 5,0 литров это общий объем всех цилиндров на такте впуска. Таким образом, двигатель объемом 454 дюйма3 с 8 цилиндрами может выдерживать 56,75 дюйма3 на цилиндр и, следовательно, при степени сжатия 10:1 можно сжать это до 5,67 дюйма3. Это сжатие создает большое давление в камере цилиндра.

 

 

 

3. Такт сгорания:

Третий такт цикла, рабочий такт относится к самому сгоранию. Теперь, когда камера цилиндра заполнена сильно сжатым воздухом и бензином, искра от свечи зажигания инициирует взрыв в камере, который вызывает быстрое расширение сжатой смеси, в результате чего поршень очень быстро опускается вниз. Расширение газа, вызванное сгоранием, является самой важной стадией цикла. Также очень важно, чтобы в системе не было утечек, иначе давление будет потеряно, что приведет к потере мощности.

4. Выпускной такт:

Четвертый и последний такт называется выпускным. Как только поршень достигает нижней части своего пути после взрыва, все, что остается в камере цилиндра, — это отходы. Как только поршень начинает свое движение вверх в цилиндре, выпускной клапан открывается, и поршень вытесняет выхлоп из камеры и от двигателя. После этого удаления выхлопных газов впускной клапан открывается, позволяя воздуху поступать в камеру и продолжать цикл.

 

 

 

 

 

ЦЕЛИ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ

По завершении этой главы вы должны быть в состоянии объяснить принципы работы двигателя

• .
• Объясните процесс цикла двигателя.
• Укажите классификацию двигателей.
• Обсудите конструкцию двигателя.
• Список вспомогательных агрегатов двигателя.

Автомобиль всем нам знаком. Двигатель, который приводит его в движение, — один из самых увлекательных и обсуждаемых из всех сложных механизмов, которыми мы пользуемся сегодня. В этой главе мы кратко объясним некоторые принципы работы и основные механизмы этой машины. Изучая его работу и конструкцию, обратите внимание, что он состоит из многих устройств и основных механизмов, описанных ранее в этой книге.

ДВИГАТЕЛЬ СГОРАНИЯ

Мы определяем двигатель просто как машину, которая преобразует тепловую энергию в механическую. Двигатель делает это за счет внутреннего или внешнего сгорания.

Горение — это акт горения. Внутренний означает внутренний или закрытый. Так, в двигателях внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри двигателя; то есть горение происходит в том же цилиндре, который производит энергию для вращения коленчатого вала. В двигателях внешнего сгорания, таких как паровые двигатели, сжигание топлива происходит вне двигателя. На рис. 12-1 показаны в упрощенном виде двигатель внешнего и внутреннего сгорания.

Двигатель внешнего сгорания содержит бойлер с водой. Подводимое к котлу тепло заставляет воду кипеть, что, в свою очередь, приводит к образованию пара. Пар проходит в цилиндр двигателя под давлением и заставляет поршень двигаться вниз. С внутренней

Рисунок 12-2.- Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал для одноцилиндрового двигателя.

двигатель внутреннего сгорания, сгорание происходит внутри цилиндра и непосредственно отвечает за движение поршня вниз.

Преобразование тепловой энергии двигателем в механическую основано на фундаментальном законе физики. В нем говорится, что газ будет расширяться при приложении тепла. Закон также гласит, что сжатие газа увеличивает его температуру. Если газ ограничен и не имеет выхода для расширения, применение тепла увеличит давление газа (как это происходит в автомобильном баллоне). В двигателе это давление воздействует на головку поршня, заставляя его двигаться вниз.

Как известно, поршень в цилиндре движется вверх и вниз. Движение вверх-вниз известно как возвратно-поступательное движение. Это возвратно-поступательное движение (прямолинейное движение) должно измениться на вращательное движение (поворотное движение), чтобы повернуть колеса транспортного средства. Кривошип и шатун изменяют это возвратно-поступательное движение на вращательное.

Все двигатели внутреннего сгорания, будь то бензиновые или дизельные, в основном одинаковы. Все они полагаются на три элемента: воздух, топливо и зажигание.

Топливо содержит потенциальную энергию для работы двигателя; воздух содержит кислород, необходимый для горения; и зажигание начинает горение. Все они являются основными, и двигатель не будет работать без какой-либо из них. Любое обсуждение двигателей должно основываться на этих трех элементах, а также на шагах и механизмах, необходимых для доставки их в камеру сгорания в нужное время.

Как сделать проект: Этот проект по большей части является исследовательским и выставочным проектом. Вы будете делать чертежи или вырезать из цветной бумаги или картона модели компонентов простого двигателя внутреннего сгорания. Смонтируйте все на доске с надлежащим описанием. Информация, которая вам нужна для этого, приведена выше, а остальное — произведение искусства и зависит от вашего творчества. Дополнительные идеи проекта: Возможно, вы захотите изучить некоторые аспекты двигателей внутреннего сгорания. Ниже приведены некоторые примеры и рекомендации: Как температура двигателя внутреннего сгорания влияет на КПД двигателя? При первом запуске двигатель холодный, а через некоторое время становится горячим. Если температура действительно влияет на эффективность, производители могут настроить свою конструкцию таким образом, чтобы двигатель достиг своей эффективной температуры за меньшее время. Когда двигатель работает с высокой эффективностью, все топливо сгорает и превращается в углекислый газ и воду. Если двигатель не имеет высокого КПД, это просто означает, что часть топлива и газов, таких как CO, которые указывают на неполное сгорание, будут выходить из выхлопа (глушителя). Это вредные газы, которых мы стараемся избегать. На инспекционных станциях компьютеризированное испытательное оборудование измеряет количество CO и несгоревшего топлива, выходящего из выхлопных газов. Для простого эксперимента вы можете использовать обычный детектор угарного газа, который можно приобрести во многих хозяйственных магазинах, и проверить газы, выходящие из выхлопных газов. Попросите вашего помощника завести автомобиль и, пока он еще холодный, проверьте выхлопные газы на наличие угарного газа. Оставьте двигатель включенным и повторяйте проверку каждую минуту. Запишите температуру двигателя, отображаемую внутри автомобиля, вместе с вашими показаниями CO. Запишите результаты в таблицу и при необходимости нарисуйте график. Используйте таблицу результатов для анализа и заключения. Сколько CO выбрасывается в воздух каждый день двигателями внутреннего сгорания? Вы можете провести это исследование с экспериментом или без него. Сделайте поиск и узнайте добычу нефти или газа в мире. Вес углекислого газа примерно в 3 раза больше веса сжигаемого топлива. Вы даже можете провести эксперимент, чтобы увидеть, какой процент газов, существующих в двигателе, составляет углекислый газ. Для хранения газов можно использовать большой баллон. (запишите, сколько секунд потребовалось двигателю, чтобы произвести такое количество газа.) Завяжите нитку, чтобы закрыть воздушный шар. Измерьте объем воздушного шара (для этого нужны некоторые расчеты). Затем наполните пробирку или небольшую стеклянную бутылочку раствором аммиака. Осторожно поместите отверстие воздушного шара над емкостью с аммиаком и закрепите его, чтобы газ не вытекал. Теперь откройте нить, чтобы газ внутри воздушного шара вступил в контакт с аммиаком. Аммиак поглощает углекислый газ, поэтому через несколько часов объем воздушного шара уменьшится. Снова измерьте объем. Разница в объеме и будет объемом углекислого газа. Если у вас нет большого воздушного шара, используйте большой полиэтиленовый пакет. Вы можете получить аналогичный результат с некоторой осторожностью. Если вы рассчитаете количество CO2 (двуокиси углерода), производимого каждым автомобилем в каждую секунду или минуту, вы можете использовать его для расчета количества углекислого газа, производимого всеми автомобилями в городе, стране или мире. Приведенные выше примеры — это не все, что вы можете сделать с этим проектом. Думайте сами и спрашивайте других, чтобы придумать больше идей.

How an Internal Combustion Engine Works (4-Stroke Gasoline)

by Mark Stevens

5 shares

Last Updated on May 27, 2021

Internal combustion is based на идее, что вы можете создать много энергии, когда сжигаете бензин в небольшом закрытом помещении. Когда вы сможете использовать расширяющийся газ, возникающий в результате этого процесса, вы создадите ядро ​​​​двигателя внутреннего сгорания.

Оттуда энергия этого газа преобразуется в движение. Практически каждый автомобиль, который вы видите на дороге, использует четырехтактный цикл сгорания для создания движения от бензина. Продолжайте читать, чтобы понять (и увидеть), как работает газовый двигатель, который сегодня можно найти в большинстве транспортных средств.

Связанный: дизельный двигатель против бензинового двигателя

Содержание

Процесс четырехтактного двигателя также известен как цикл Отто. Немецкий инженер Николаус Отто был первым, кто изобрел и запатентовал четырехтактный газовый двигатель. Каждый шаг в этом процессе называется штрихом слова; такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска.

Важно понимать термин «цикл Отто», поскольку он отличается от цикла сгорания, используемого в дизельных двигателях, известного как «дизельный цикл». Этот цикл также представляет собой четырехтактный процесс, но детали того, как работает каждый процесс, отличаются от цикла Отто.

Ниже приведены четыре уникальных процесса сгорания топлива в типичном бензиновом двигателе.

См. также: Что произойдет, если залить бензин в дизельный двигатель?

#1 – Такт впуска

Такт впуска является первой частью процесса внутреннего сгорания и представляет собой всасывание или дыхание двигателя. Что происходит, так это то, что есть шатун, который соединяет поршень с коленчатым валом.

Поршень перемещается сверху вниз, как только открывается впускной клапан. Оттуда поршень позволяет бензину и воздуху попадать в двигатель из цилиндра.

Такт впуска происходит, когда бензин смешивается с воздухом. Для этого не обязательно иметь много бензина. Всего лишь небольшая капля бензина, смешанная с воздухом, создаст ход.

• Впускной клапан = Открыт
• Выпускной клапан = Закрыт

#2 – Такт сжатия

После этого поршень дает более мощную смесь бензина движется вверх и сжимает эффект. Это называется тактом сжатия.

• Впускной клапан = Закрыт
• Выпускной клапан = Закрыт

#3 – Рабочий ход

Поршневая смесь в конце концов возвращается в верхнюю часть после сжатия. Как только это происходит, свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение бензина.