М
осковский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Кафедра теплотехники
и автотракторных двигателей
Студент ХХХХХХ
Группа ХХХХ
Руководит ль ХХХХХХ
Москва 200Х
Задание на курсовой проект по дисциплине «Автомобильные двигатели»
| Группа | ХХХХ | Студент | ХХХХХХ | Дата выдачи | ХХХХХХ |
| 1 | Тип двигателя | Двигатель с искровым зажиганием |
| 2 | Наддув | Нет |
| 3 | Тип системы охлаждения | Жидкостная |
| 4 | Тип топливной системы | Распределенное впрыскивание топлива во впускной трубопровод |
| | Число клапанов на цилиндр | 2 |
| 6 | Тип камеры сгорания | Полисферическая |
| 7 | Число и расположение цилиндров | 4Р |
| 8 | Номинальная мощность двигателя | Ne = 45 кВт |
| 9 | Номинальная частота вращения | nном = 5400 мин-1 |
| 10 | Степень сжатия двигателя | ε = 9,7 |
| 11 | Коэффициент избытка воздуха α | α = 1 |
| 12 | Топливо – бензин с элементным составом: | |
| - массовая доля углерода | gC = 0,855 | |
| - массовая доля водорода | gH= 0,145 | |
| - низшая теплота сгорания | Hu = 44,0 МДж/кг | |
| - кажущаяся молярная масса | μт = 115 кг/моль | |
| 13 | Уровень форсированности | Nл ≈ 35 кВт/л |
| 14 | Прототип двигателя | ВАЗ-2108 |
Оглавление 4
1.1. Расчет характеристик рабочего тела 6
Количество свежего заряда 6
Состав и количество продуктов сгорания 6
Исходные данные для расчета процессов газообмена: 7
1.3. Расчет процесса сжатия 7
1.4. Расчет процесса сгорания 8
1.5. Расчет процесса расширения 10
1.6. Определение индикаторных показателей двигателя 10
1.7. Механические (внутренние) потери и эффективные показатели двигателя 10
1.8. Определение рабочего объёма, диаметра цилиндра и хода поршня двигателя 11
1.9. Построение индикаторной диаграммы 12
Выбор масштабов 12
Построение индикаторной диаграммы теоретического цикла 12
Построение индикаторной диаграммы, соответствующей действительному циклу 13
Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи ВМТ в конце процесса сжатия и в начале процесса расширения 13
Выбор фаз газораспределения 15
2.1. Определение сил, нагружающих элементы кривошипно-шатунного механизма 15
Диаграмма газовой силы Pг, в функции угла поворота кривошипа 15
Диаграмма сил инерции масс, движущихся возвратно-поступательно 16
2.2. Полярная диаграмма сил, действующих на шатунную шейку КВ 18
2.3. Теоретическая диаграмма износа шатунной шейки 19
2.4. Диаграмма суммарного крутящего момента 20
2.5. Определение момента инерции маховика 21
2.6. Анализ уравновешенности двигателя 21
studfiles.net
Средняя общеобразовательная школа № 6
Исследовательская работа
на тему:
«Двигатели внутреннего сгорания»
Выполнил:
ученик 8 класса
МОУ СОШ № 6
Важов Евгений
Руководитель:
Рабцевич И. С.
Оглавление.
1. Введение (цели, задачи, актуальность)
2. Теоретическая часть.
2.1 История открытия.
2.2 Устройство и разновидности двигателей внутреннего сгорания.
3. Вывод.
4. Список литературы.
Введение
Внутренней энергией обладают все тела - земля, камни, облака. Однако извлечь их внутреннюю энергию довольно трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел. К ним относятся: нефть, уголь, горячие источники вблизи вулканов, теплые морские течения и т.п. Рассмотрим один из примеров использования превращения внутренней энергии названных тел в механическую энергию.
Цели, задачи.
Я поставил перед собой задачу изучить историю создания и развитие двигателей внутреннего сгорания. Подробнее изучить строение и разновидности двигателей внутреннего сгорания. Рассмотреть принцип работы двигателей внутреннего сгорания.
Актуальность.
Актуальность данной темы заключается в том, что двигатели внутреннего сгорания играют важную роль в жизни человечества.
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. Несмотря на то, что двигатели внутреннего сгорания являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, громкий шум, токсичные выбросы, меньший ресурс) благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) двигатели внутреннего сгорания очень широко распространены, например на транспорте.
История создания и развития.
Двигатель внутреннего сгорания (двс) - тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу.
Создали двигатель внутреннего сгорания в середине 19 века, когда на транспорте безраздельно царствовала паровая машина. В то время для освещения улиц стали применять светильный газ. Свойство нового топлива натолкнула изобретателей на мысль, что поршень в цилиндре может перемещать не пар, а газовая смесь. На вопрос о том, как воспламенить эту смесь помогло ответить ещё одно техническое достижение - индукционная катушка получения электрической искры.
Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900) в 1860 г. КПД этого двигателя составляло всего 3,3%. В 1876 немецкий изобретатель Николаус Август Отто (1815-1891) построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнению с паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более прост, т. к. устранено одно звено энергетического преобразования - парокотельный агрегат. Это усовершенствование обусловило большую компактность Д. в. с., меньшую массу на единицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалось топливо лучшего качества (газ, нефть).
В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 немецкий инженер Рудольф Дизель(1858-1913) получил патент на двигатель, названный впоследствии его именем. Он, работая над повышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого Д.в.с. на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне "Русский дизель") в 1898-99 позволило применить в качестве топлива нефть. В результате этого Д. в. с. становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с. Дальнейшее развитие автомобильных Д. в. с. позволило братьям О. и У. Райт построить первый самолёт с Д. в. с.Несмотря на явные преимущества двигателя внутреннего сгорания, до конца 19 века паровые и электрические считались более перспективными, чем газовые и бензиновые. В США, например, из выпущенных к 1899г. механических экипажей 40% составлял «паромобили», 38%-«электромобили» и лишь 22%-«бензиномобили».
Разновидности и строение двигателей внутреннего сгорания.
По методу осуществления газообмена ДВС подразделяются на двухтактные и четырёхтактные. Рабочий цикл четырехтактного двигателя совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. Первый такт - впуск. Второй такт - сжатие. Третий такт - рабочий ход. Четвертый такт - выпуск.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного Двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширения практически аналогичны соответствующим процессам четырёхтактного Двигателя внутреннего сгорания. При равных условиях двухтактный двигатель должен быть в два раза более мощным, чем четырёхтактный, т. к. рабочий ход в двухтактном двигателе происходит в два раза чаще, однако на практике мощность двухтактного карбюраторного Двигателя внутреннего сгорания часто не только не превышает мощность четырёхтактного с тем же диаметром цилиндра и ходом поршня, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительную часть хода (20%-35%) поршень совершает при открытых клапанах, когда давление в цилиндре невелико и двигатель практически не производит работы.
По типу и способу воспламенения горючей смеси различают дизельные и карбюраторные двигатели. Дизельные двигатели работают на воспламенении топлива в воздушной среде. Горючая смесь воспламеняется за счет повышения температуры воздуха при сжатии в цилиндрах и распыления топлива форсунками. Дизели также способны развивать большую мощность. Кроме того, КПД дизелей достигает 35-40 %, что заметно выше, чем КПД карбюраторных двигателей: 25-30 %.
В карбюраторных двигателях горючую смесь приготавливают в карбюраторе и воспламеняют ее в цилиндрах электрической искрой. Примером карбюраторного Двигателя внутреннего сгорания может служить двигатель ГАЗ-21 "Волга". Это четырёхцилиндровый четырёхтактный двигатель, развивающий мощность 55 кВт (75 л.с.) при 4000 об/мин
По способу образования горючей смеси используют двигатели с внутренним и внешним смесеобразованием. Внутреннее смесеобразование осуществляется в дизелях, воздух всасывается отдельно и насыщается распыленным дизельным топливом внутри цилиндров перед воспламенением.
Внешнее смесеобразование применяют при бензиновом и газовом топливах. Всасываемый двигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителе до попадания горючей смеси в цилиндры.
По способу охлаждения известны двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением.
Двигатели с жидкостным охлаждением обеспечивают более равномерный режим работы при колебании температуры наружного воздуха и их предпочитают на многих базовых машинах. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или антифризовые жидкости, которые замерзают при более низких температурах (до минус 40оС).
Двигатели с воздушным охлаждением обдуваются потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором в обребренные поверхности цилиндров.
Основным преимуществом Двигателей внутреннего сгорания, так же как и др. тепловых двигателей (например, реактивных двигателей), перед двигателями гидравлическими и электрическими является независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и т. п.), в связи с чем установки, оборудованные Двигателями внутреннего сгорания, могут свободно перемещаться и располагаться в любом месте. Это обусловило широкое применение Двигателей внутреннего сгорания на транспортных средствах (автомобилях, строительно-дорожных машинах, самоходной военной технике и т. п.).
Основные составные ДВС.
Двигатели внутреннего сгорания представляют собой сложный агрегат, включающий ряд узлов и систем.
Остов двигателя - группа неподвижных деталей, являющихся базой для всех остальных механизмов и систем. К остову относятся блок-картер, головка (головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, передняя и задняя крышки блок-картера, а также масляный поддон и ряд мелких деталей.
Механизм движения - группа движущихся деталей, воспринимающих давление газов в цилиндрах и преобразующих это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя. Механизм движения включает в себя поршневую группу (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик).
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов. Эти функции выполняют кулачковый (распределительный) вал, приводимый в движение от коленчатого вала, а также толкатели, штанги и коромысла, открывающие клапаны. Клапаны закрываются клапанными пружинами.
Система смазки - система агрегатов и каналов, подводящих смазку к трущимся поверхностям. Масло, находящееся в масляном поддоне, подаётся насосом в фильтр грубой очистки и далее через главный масляный канал в блок-картере под давлением поступает к подшипникам коленчатого и кулачкового валов, к шестерням и деталям механизма газораспределения. Смазка цилиндров, толкателей и других деталей производится масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла, вытекающего из зазоров в подшипниках вращающихся деталей.
Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха в пропорции, соответствующей режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака, топливоподкачивающего насоса, топливного фильтра, трубопроводов и карбюратора, являющегося основным узлом системы.
Система зажигания служит для образования в камере сгорания искры, воспламеняющей рабочую смесь. В систему зажигания входят источники тока - генератор и аккумулятор, а также прерыватель, от которого зависит момент подачи искры. В то время, когда Двигатели внутреннего сгорания не имели электрического зажигания, применялись запальные калоризаторы.
Система пуска состоит из электрического стартёра, шестерён передачи от стартёра к маховику, источника тока (аккумулятора) и элементов дистанционного управления.
Система впуска и выпуска состоит из трубопроводов, воздушного фильтра на впуске и глушителя шума на выпуске.
Такт - это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.
Ход поршня S - путь, проходимый поршнем от одной мертвой точки до другой.
Мертвыми точками называются крайние верхнее и нижнее положения поршня, где его скорость равна нулю. Верхняя мертвая точка сокращенно обозначается в.м.т., нижняя мертвая точка - н.м.т.
Рабочий объем цилиндра Vр - объем, освобождаемый поршнем при движении от в.м.т. до н.м.т.
Литраж - рабочий объем всех цилиндров двигателя.
Объем камеры сгорания Vc - объем, образующийся над поршнем, когда последний находится в в.м.т.
Полный объем цилиндра Vп - это его рабочий объем плюс объем камеры сгорания.
Индикаторная мощность - мощность, развиваемая расширяющимися газами при сгорании топлива в цилиндрах двигателя (без учета потерь).
Эффективная мощность - мощность, получаемая на маховике коленчатого вала. Она на 10 - 15% меньше индикаторной из-за потерь на трение в двигателе и приведение в движение его вспомогательных механизмов и приборов.
Литровой мощностью называется эффективная наибольшая мощность, получаемая с одного литра рабочего объема (литража) цилиндрического двигателя.
Принцип работы ДВС.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала.
Первый такт - впуск. При движении поршня от в.м.т. (вниз) вследствие увеличения объема в цилиндре создается разрежение, под действием которого из карбюратора через открывающийся впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (паров бензина с воздухом). В цилиндре горючая смесь смешивается с оставшимися в нем от предыдущего рабочего цикла отработавшими газами и образует рабочую смесь.
Второй такт - сжатие. Поршень движется вверх, при этом оба клапана закрыты. Так как объем в цилиндре уменьшается, то происходит сжатие рабочей смеси. Смесь сжимается, температура смеси в конце сжатия составляет 200-400°C.
Третий такт - рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой и быстро сгорает (за 0,001 - 0,002 с). При этом происходит выделение большого количества тепла и газы, расширяясь, создают сильное давление на поршень, перемещая его вниз. Сила давления газов от поршня передается через поршневой палец и шатун на коленчатый вал, создавая на нем определенный крутящий момент. Таким образом, во время рабочего хода происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу.
Четвертый такт - выпуск. После совершения полезной работы поршень движется вверх и выталкивает отработавшие газы наружу через открывающийся выпускной клапан.
Из рабочего цикла двигателя видно, что полезная работа совершается только в течение рабочего хода, а остальные три такта являются вспомогательными. Для равномерности вращения коленчатого вала на его конце устанавливают маховик, обладающий значительной массой. Маховик получает энергию при рабочем ходе, и часть ее отдает на совершение вспомогательных тактов.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного Двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширения практически аналогичны соответствующим процессам четырёхтактного.
Сжатие -- первый такт. При движении поршня вверх он перекрывает продувочное 1 и выпускное 3 окна и сжи-мает ранее поступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипной камере 6 создается разрежение, и в нее через открывшееся впуск-ное окно 5 поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 4.
Рабочий ход, выпуск и впуск -- второй такт. Когда поршень, идущий вверх, не доходит до в. м. т. на 25... 27° (по углу поворота коленчатого вала), в свече 2 проскакивает искра, которая воспламеняет топливо. Горение топлива продолжается до прихода поршня в в.м.т. После этого нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и тем самым совершают рабочий ход (см. рис 2, б). Топливовоздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере 6, сжимается.
В конце рабочего хода поршень вначале открывает выпускное окно 3, через которое выходят отработавшие газы, затем продувочное окно 1 (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности.
Вывод.
В этой исследовательской работе я изучил историю создания и развития, строение, разновидности и принцип работы двигателей внутреннего сгорания и получил дополнительные знания по этой теме.
В дальнейшем , используя теоретические знания, создать работающую модель двигателя внутреннего сгорания.
Список литературы.
1. К.С. Шестопалов Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
2. Двигатели внутреннего сгорания, т. 1-3, Москва.. 1957.
3. Двигатели внутреннего сгорания, Москва. 1968.
4. Физика 8 класс, Москва. Издательство Дрофа. 2002.
5. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001 (2 cd).
6. Большой справочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа. 2001.
2dip.su
Содержание
Введение…………………………………………………………………...…3
История развития ДВС в 20 веке…………………………………………...5
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания…………………10
Заключение…………………………………………………………………15
Список использованной литературы……………………………………...16
Введение
XX век — это мир техники. Могучие машины добывают из недр земли миллионы тонн угля, руды, нефти. Мощные электростанции вырабатывают миллиарды киловатт-часов электроэнергии. Тысячи фабрик и заводов изготавливают одежду, радиоприемники, телевизоры, велосипеды, автомобили, часы и другую необходимую продукцию. Телеграф, телефон и радио соединяет нас со всем миром. Поезда, теплоходы, самолеты с большой скоростью переносят нас через материки и океаны. А высоко над нами, за пределами земной атмосферы, летают ракеты и искусственные Спутники Земли. Все это действует не без помощи электричества.
Человек начал свое развитие с присвоения готовых продуктов природы. Уже на первом этапе развития он стал применять искусственные орудия труда.
С развитием производства начинают складываться условия для возникновения и развития машин. Сначала машины, как и орудия труда лишь помогали человеку в его труде. Затем они стали постепенно заменять его.
В феодальный период истории впервые в качестве источника энергии была использована сила водяного потока. Движение воды вращало водяное колесо, которое в свою очередь приводило в действие различные механизмы. В этот период появилось множество разнообразных технологических машин. Однако широкое распространение этих машин часто тормозилось из-за отсутствия рядом водяного потока. Нужно было искать новые источники энергии, чтобы приводить в действие машины в любой точке земной поверхности. Пробовали энергию ветра, но это оказалось малоэффективным.
Стали искать другой источник энергии. Долго трудились изобретатели, много машин испытали — и вот, наконец, новый двигатель был построен. Это был паровой двигатель. Он приводил в движение многочисленные машины и станки на фабриках и заводах.В начале XIX века были изобретены первые сухопутные паровые транспортные средства -паровозы.
Но паровые машины были сложными, громоздкими и дорогими установками. Бурно развивающемуся механическому транспорту нужен был другой двигатель — небольшой и дешевый. В 1860 г. француз Ленуар, использовав конструктивные элементы паровой машины, газовое топливо и электрическую искру для зажигания, сконструировал первый нашедший практическое применение двигатель внутреннего сгорания .
История развития ДВС в 20 веке
Каждый из нас знаком с автомобилем, трактором, тепловозом, другими транспортными и энергетическими установками. Трудно представить себе вашу жизнь без этих привычных машин. Энергетические качества таких машин (способность быстро перемещаться, транспортировать грузы, совершать различные виды работ) определяется качествами их силовой установки, двигателя, ДВС.
В конце XIX века в ряде стран возникла автомобильная промышленность. В царской России неоднократно делались попытки организовать собственное машиностроение. В 1908 г. производство автомобилей было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. В течение шести лет здесь выпускались автомобили, собранные в основном из импортных частей. Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых автомобилей. В 1913 г. автомобильный парк в России составлял около 9000 автомобилей, из них большая часть — зарубежного производства.[1]
После Великой Октябрьской социалистической революции практически заново пришлось создавать отечественную автомобильную промышленность. Начало развития российского автомобилестроения относится к 1924 году, когда в Москве на заводе АМО были построены первые грузовые автомобили АМО-Ф-15.
В XX веке ДВС стал основным двигателем в автомобильном транспорте. В 70-х годах почти 80 % суммарной мощности всех существовавших ДВС приходилось на транспортные машины (автомобили, трактора и пр.). Параллельно шло совершенствование гидротурбин, применявшихся на гидроэлектростанциях. Их мощность в 70-х годах XX века превысила 600 МВт.
В первой половине XX века. создали новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 50-х и ядерные силовые установки. Процесс совершенствования и изобретения первичных двигателей продолжается.
В период 1931-1941 гг. создается крупносерийное и массовое производство автомобилей. В 1931 г. на заводе АМО началось массовое производство грузовых автомобилей. В 1932 г. вошел в строй завод ГАЗ.
В 1940 г. начал производство малолитражных автомобилей Московский завод малолитражных автомобилей. Несколько позже был создан Уральский автомобильный завод. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы. Начиная с конца 60-х гг., развитие автомобилестроения характеризуется особо быстрыми темпами. В 1971 г. вступил в строй Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР.
В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Протекание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который предполагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В России в течение короткого времени была усовершенствована конструкция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.[2]
Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.
Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конструкторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие. [3]
Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремление к повышению литровой мощности, а следовательно, и к получению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кризиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение максимальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и прежде всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощности.
Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурентов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требований по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.[4]
Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомобильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная промышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двигателестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созданию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специалистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опытные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском автозаводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микропроцессорной системой управления топливоподачей и нейтрализаторами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизельных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, плавающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.
Самым распространённым, получившим господствующее применение сегодня, является поршневой двигатель внутреннего сгорания. Он предпочтителен из-за высокой экономичности, что обусловлено высокими степенями сжатия и высокими температурами рабочего тела в цилиндрах ДВС.[5]
Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты поршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных партий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.
Современному ДВС присущи высокая мощность, быстроходность, надежность. Эти достоинства обеспечиваются при проектировании конструктором, тепловыми, гидродинамическими и прочностными расчетами ДВС. Расчетами также определяется срок службы каждой детали ДВС в конкретных условиях работы, которые могут оказаться тяжелыми. Достаточно сказать, что температура рабочего тела в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания может достигать 2600° K, а давление при этом нередко превышает 10 Мн/м2. Детали и механизмы ДВС испытывают тепловые и механические нагрузки, характеризующиеся значительным размахом и частотой колебаний.
Над совершенствованием и созданием новых схем и типов двигателей внутреннего сгорания работают многие ученые, конструкторы и инженеры. Ведутся работы по созданию всеядных (многотопливных) двигателей внутреннего сгорания, двигателей внутреннего сгорания, способных работать на газообразном, жидком и даже твердом топливе. Повышается актуальность работ по изысканию и созданию новых видов топлива для ДВС.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания
Создание автомобилей с учетом требований экологии—одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.
Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.
Для экономии топлива создаются различные типы зажигания. Инженеры югославского объединения «Электронска индустрия» создали электронную систему со сроком службы 30 тыс. ч. Кроме прочего, она регулирует расход горючего. А одна из английских фирм использовала плазменный вариант, обеспечивающий легкое воспламенение бедной горючей смеси. Автомобиль, оборудованный такой системой, расходует всего 2 л на 100 км пробега.
Разработаны и другие методы экономии. Французская фирма «Рено» экспериментирует с автомобильными газогенераторами. Сырьем для них служат древесина, солома, стебли кукурузы и другие растительные остатки. При сжигании полученного газа в смеси с дизельным топливом последнего нужно в 3—4 раза меньше.
Чистота «дыхания» машины во многом зависит от карбюратора. Около 75% этих приборов, устанавливаемых на отечественных легковых автомобилях, производят в Димитровграде.[6]
Перед создателями карбюратора «Озон» стояла задача: добиться более оптимальных смесей на различных режимах работы двигателя. Это значило сократить расход топлива, а следовательно, снизить токсичность выхлопных газов.
С 1979 г. все автомобили, сходящие с ВАЗа, оснащаются карбюраторами «Озон». Такие карбюраторы обеспечивают действующие и перспективные нормы токсичности выхлопных газов и дают 10—15% экономии топлива по ездовому циклу. Производственное объединение «ГАЗ» (Горьковский автозавод) выпускает новую модель легковых автомобилей «Волга» ГАЗ-3102. Эта машина элегантнее, комфортабельнее и мощнее своей предшественницы, но главное в том, что у нее двигатель с принципиально новой системой воспламенения рабочей смеси. Эта система — форкамерное зажигание — разработана советскими специалистами на основе явления высокой химической активности продуктов неполного сгорания богатой углеводородами смеси.
Новый способ зажигания называется процессом лавинной активизации горения или сокращенно ЛАГ-процессом. Суть его в том, что в основную камеру сгорания бензино-воздушной смеси выбрасывается из вспомогательной форкамеры факел химически активных продуктов неполного сгорания этой смеси.
Форкамерный двигатель при высокой своей мощности обеспечивает высокую экономичность в потреблении топлива и исключительно низкую токсичность отработавших газов.
Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности—нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили. Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.
Катализатором служат либо гранулы размером от 2 до 5 мм, на поверхности которых нанесен активный слой с добавками благородных металлов—платины, палладия и т. п., либо керамический блок сотового типа с подобной активной поверхностью. Конструкция нейтрализатора весьма проста. В металлическую оболочку с патрубками для подвода и отвода газа заключена реакторная камера, которая заполняется гранулами или керамическим блоком. Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума.[7]
В СССР налажено производство нейтрализатора для дизельных двигателей. В 1979 г. на городские трассы вышли первые «Волги», оборудованные необычной «ловушкой для дыма» — каталитическими нейтрализаторами, которые резко снижают токсичность выхлопных газов автомобиля. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70—80%, а углеводородов—на 50—70%.
Большое количество машин в Москве работает с нейтрализаторами, позволяющими очищать отработанные газы автомобилей от окиси углерода и углеводорода.
Специалистами Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института разработано устройство, которое значительно снижает содержание токсичных веществ в выхлопных газах,— «Каскад». В условиях городского движения «Каскад» обеспечивает снижение расхода топлива на 4—7% и уменьшает выброс окиси углерода на 20—40%. «Каскад» может быть установлен как на находящихся в эксплуатации автомобилях, так и на вновь выпускаемых.[8]
Самый важный показатель качества автомобильного бензина—детонационная стойкость. Для повышения октанового числа в топливо вводят добавки. Самый простой метод повышения детонационной стойкости—добавление тетраэтилсвинца. В большинстве стран уже приняты или — разрабатываются законодательные меры, ограничивающие и дозы этилирования, и объем потребления этилированных бензинов. В СССР применение этилированных бензинов запрещено в Москве, Ленинграде, Киеве и в некоторых курортных центрах. Ограничена и величина добавки тетраэтилсвинца.
Перед учеными и инженерами возникла задача — погасить детонацию иными способами. Это можно сделать, скажем, обеднив топливно-воздушную смесь, но тогда на полных мощностях двигатель работал плохо. Добавляли к бензовоздушным смесям водород—получалось неплохо. Но пока широкое применение водорода требует большой подготовительной работы. Оставался один путь—найти иные, менее токсичные антидетонаторы. В поисках их ученые опробовали почти все элементы таблицы Менделеева и вынуждены были признать, что немногие из них могут быть использованы для этих целей. По многим причинам в числе основных претендентов оказались соединения марганца.
В нашей стране работы, связанные с созданием антидетонаторов на основе элементоорганических соединений марганца (ЦТМ), ведутся под руководством академика А. Н. Несмеянова. Уже выполнен обширный комплекс моторных и эксплуатационных испытаний, а общий пробег автомобилей различных марок на топливах с присадками ТЦМ составил около 30 млн. км. Оказалось, что бензин с этими присадками обеспечивает нормальную эксплуатацию автомобилей в диапазоне пробега 60—100 тыс. км. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов при этом работают безотказно. А токсичность выхода остается на уровне обычных бензинов.
Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60—90% и канцерогенных веществ—на 40%.
В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. Отличие данной установки от действующих на других заводах заключается в том, что она позволяет эффективнее облагораживать горючее. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Поэтому они считаются относительно чистыми. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.
Заключение
Итак, мы видим, что двигатели внутреннего сгорания — очень сложный механизм. И Функция, выполняемая тепловым расширением в двигателях внутреннего сгорания не так проста, как это кажется на первый взгляд. Да и не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов. И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие циклы — вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС — это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания, можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности.
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.
Список использованной литературы
1. Шестопалов К.С. Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
2. Иванов Д.С. Двигатели внутреннего сгорания, т. 1-3, Москва… 1957.
3. Бородин Н.Г. Двигатели внутреннего сгорания, Москва. 1968.
4. Физика 8 класс, Москва. Издательство Дрофа. 2002.
5. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001.
6. Большой справочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа. 2001.
[1] Иванов Д.С. Двигатели внутреннего сгорания, т. 1-3, Москва… 1957.
[2] Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001.
[3]. Бородин Н.Г. Двигатели внутреннего сгорания, Москва. 1968.
[4] Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001.
[5] Шестопалов К.С. Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
[6] Шестопалов К.С. Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
[7] Большой справочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа. 2001.
[8] Иванов Д.С. Двигатели внутреннего сгорания, т. 1-3, Москва… 1957.
www.ronl.ru
Средняяобщеобразовательная школа № 6
Исследовательскаяработа
на тему:
«Двигателивнутреннего сгорания»
Выполнил:
ученик 8класса
МОУ СОШ № 6
Важов Евгений
Руководитель:
Рабцевич И.С.
Оглавление.
1. Введение (цели,задачи, актуальность)
2. Теоретическая часть.
2.1 История открытия.
2.2 Устройство иразновидности двигателей внутреннего сгорания.
3. Вывод.
4. Список литературы.
Введение
Внутреннейэнергией обладают все тела – земля, камни, облака. Однако извлечь их внутреннююэнергию довольно трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человекаможет быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря,«горючих» и «горячих» тел. К ним относятся: нефть, уголь,горячие источники вблизи вулканов, теплые морские течения и т.п. Рассмотримодин из примеров использования превращения внутренней энергии названных тел вмеханическую энергию.
Цели, задачи.
Я поставил перед собойзадачу изучить историю создания и развитие двигателей внутреннего сгорания.Подробнее изучить строение и разновидности двигателей внутреннего сгорания.Рассмотреть принцип работы двигателей внутреннего сгорания.
Актуальность.
Актуальность данной темы заключаетсяв том, что двигатели внутреннего сгорания играют важную роль в жизничеловечества.
Применение двигателейвнутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно: они приводят в движениесамолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигателивнутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах. Несмотря на то, что двигателивнутреннего сгорания являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкийКПД, громкий шум, токсичные выбросы, меньший ресурс) благодаря своейавтономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшиеэлектрические аккумуляторы)двигатели внутреннего сгорания очень широко распространены, например на транспорте.
История создания иразвития.
Двигательвнутреннего сгорания(двс) – тепловой двигатель, в котором химическаяэнергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическуюработу.
Создалидвигатель внутреннего сгорания в середине 19 века, когда на транспортебезраздельно царствовала паровая машина. В то время для освещения улиц сталиприменять светильный газ. Свойство нового топлива натолкнула изобретателей намысль, что поршень в цилиндре может перемещать не пар, а газовая смесь. Навопрос о том, как воспламенить эту смесь помогло ответить ещё одно техническоедостижение – индукционная катушка получения электрической искры.
Первый практически пригодный газовый Д. в. с. былсконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900) в 1860 г. КПД этого двигателя составляло всего 3,3%. В 1876 немецкий изобретатель Николаус Август Отто(1815-1891) построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнениюс паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более прост, т. к. устраненоодно звено энергетического преобразования — парокотельный агрегат. Этоусовершенствование обусловило большую компактность Д. в. с., меньшую массу наединицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалосьтопливо лучшего качества (газ, нефть).
В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновыйкарбюраторный двигатель. В 1897 немецкий инженер Рудольф Дизель(1858-1913)получил патент на двигатель, названный впоследствии его именем. Он, работая надповышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия.Усовершенствование этого Д.в.с. на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне«Русский дизель») в 1898-99 позволило применить в качестве топливанефть. В результате этого Д. в. с. становится наиболее экономичным стационарнымтепловым двигателем. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с.Дальнейшее развитие автомобильных Д. в. с. позволило братьям О. и У. Райтпостроить первый самолёт с Д. в. с.Несмотря на явныепреимуществадвигателя внутреннего сгорания,до конца 19 века паровые и электрическиесчитались более перспективными, чем газовые и бензиновые. В США, например, извыпущенных к 1899г. механических экипажей 40% составлял«паромобили», 38%-«электромобили» и лишь 22%-«бензиномобили».
Разновидности и строениедвигателей внутреннего сгорания.
/>
По методу осуществлениягазообмена ДВС подразделяются на двухтактные и четырёхтактные. Рабочий циклчетырехтактного двигателя совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2оборота коленчатого вала. Первый такт – впуск. Второй такт – сжатие. Третийтакт – рабочий ход. Четвертый такт – выпуск.
Рабочий цикл двухтактногокарбюраторного Двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршняили за один оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширенияпрактически аналогичны соответствующим процессам четырёхтактного Двигателявнутреннего сгорания. При равных условиях двухтактный двигатель должен быть вдва раза более мощным, чем четырёхтактный, т. к. рабочий ход в двухтактномдвигателе происходит в два раза чаще, однако на практике мощность двухтактногокарбюраторного Двигателя внутреннего сгорания часто не только не превышаетмощность четырёхтактного с тем же диаметром цилиндра и ходом поршня, нооказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительную часть хода(20%-35%) поршень совершает при открытых клапанах, когда давление в цилиндреневелико и двигатель практически не производит работы.
По типу испособу воспламенения горючей смеси различают дизельные и карбюраторныедвигатели. Дизельные двигатели работают на воспламенении топлива в воздушнойсреде. Горючая смесь воспламеняется за счет повышения температуры воздуха присжатии в цилиндрах и распыления топлива форсунками. Дизели также способныразвивать большую мощность. Кроме того, КПД дизелей достигает 35-40 %,что заметно выше, чем КПД карбюраторных двигателей: 25-30 %.
Вкарбюраторных двигателях горючую смесь приготавливают в карбюраторе ивоспламеняют ее в цилиндрах электрической искрой. Примером карбюраторного Двигателя внутреннегосгорания может служить двигатель ГАЗ-21 "Волга". Эточетырёхцилиндровый четырёхтактный двигатель, развивающий мощность 55 кВт (75л.с.) при 4000 об/мин
По способуобразования горючей смеси используют двигатели с внутренним и внешнимсмесеобразованием. Внутреннее смесеобразование осуществляется в дизелях, воздухвсасывается отдельно и насыщается распыленным дизельным топливом внутрицилиндров перед воспламенением.
Внешнеесмесеобразование применяют при бензиновом и газовом топливах. Всасываемыйдвигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителедо попадания горючей смеси в цилиндры.
По способу охлаждения известны двигатели сжидкостным и воздушным охлаждением.
Двигатели сжидкостным охлаждением обеспечивают более равномерный режим работы приколебании температуры наружного воздуха и их предпочитают на многих базовыхмашинах. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или антифризовыежидкости, которые замерзают при более низких температурах (до минус 40оС).
Двигатели с воздушнымохлаждением обдуваются потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором в обребренныеповерхности цилиндров.
Основным преимуществомДвигателей внутреннего сгорания, так же как и др. тепловых двигателей(например, реактивных двигателей), перед двигателями гидравлическими иэлектрическими является независимость от постоянных источников энергии (водныхресурсов, электростанций и т. п.), в связи с чем установки, оборудованныеДвигателями внутреннего сгорания, могут свободно перемещаться и располагаться влюбом месте. Это обусловило широкое применение Двигателей внутреннего сгоранияна транспортных средствах (автомобилях, строительно-дорожных машинах,самоходной военной технике и т. п.).
Основные составные ДВС.
Двигатели внутреннегосгорания представляют собой сложный агрегат, включающий ряд узлов и систем.
Остов двигателя — группанеподвижных деталей, являющихся базой для всех остальных механизмов и систем. Костову относятся блок-картер, головка (головки) цилиндров, крышки подшипниковколенчатого вала, передняя и задняя крышки блок-картера, а также масляный поддони ряд мелких деталей.
Механизм движения — группа движущихся деталей, воспринимающих давление газов в цилиндрах ипреобразующих это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя.Механизм движения включает в себя поршневую группу (поршни, шатуны, коленчатыйвал и маховик).
Механизмгазораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры ивыпуска отработавших газов. Эти функции выполняют кулачковый(распределительный) вал, приводимый в движение от коленчатого вала, а также толкатели,штанги и коромысла, открывающие клапаны. Клапаны закрываются клапаннымипружинами.
Система смазки — системаагрегатов и каналов, подводящих смазку к трущимся поверхностям. Масло,находящееся в масляном поддоне, подаётся насосом в фильтр грубой очистки идалее через главный масляный канал в блок-картере под давлением поступает кподшипникам коленчатого и кулачкового валов, к шестерням и деталям механизмагазораспределения. Смазка цилиндров, толкателей и других деталей производитсямасляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла, вытекающего из зазоровв подшипниках вращающихся деталей.
Система питанияосуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха в пропорции,соответствующей режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя.Система состоит из топливного бака, топливоподкачивающего насоса, топливногофильтра, трубопроводов и карбюратора, являющегося основным узлом системы.
Система зажигания служитдля образования в камере сгорания искры, воспламеняющей рабочую смесь. Всистему зажигания входят источники тока — генератор и аккумулятор, а такжепрерыватель, от которого зависит момент подачи искры. В то время, когдаДвигатели внутреннего сгорания не имели электрического зажигания, применялисьзапальные калоризаторы.
Система пуска состоит изэлектрического стартёра, шестерён передачи от стартёра к маховику, источникатока (аккумулятора) и элементов дистанционного управления.
Система впуска и выпускасостоит из трубопроводов, воздушного фильтра на впуске и глушителя шума навыпуске.
Такт – это процесс,происходящий в цилиндре за один ход поршня.
Ход поршня S — путь,проходимый поршнем от одной мертвой точки до другой.
Мертвыми точкаминазываются крайние верхнее и нижнее положения поршня, где его скорость равнанулю. Верхняя мертвая точка сокращенно обозначается в.м.т., нижняя мертваяточка – н.м.т.
Рабочий объем цилиндра Vр — объем, освобождаемый поршнем при движении от в.м.т.до н.м.т.
Литраж – рабочий объемвсех цилиндров двигателя.
Объем камеры сгорания Vc — объем, образующийся над поршнем,когда последний находится в в.м.т.
Полный объем цилиндра Vп — это его рабочий объем плюс объем камеры сгорания.
Индикаторная мощность –мощность, развиваемая расширяющимися газами при сгорании топлива в цилиндрахдвигателя (без учета потерь).
Эффективная мощность –мощность, получаемая на маховике коленчатого вала. Она на 10 – 15% меньшеиндикаторной из-за потерь на трение в двигателе и приведение в движение еговспомогательных механизмов и приборов.
Литровой мощностьюназывается эффективная наибольшая мощность, получаемая с одного литра рабочегообъема (литража) цилиндрического двигателя.
Принцип работы ДВС.
Рабочий циклчетырехтактного двигателя совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2оборота коленчатого вала.
Первый такт – впуск. Придвижении поршня от в.м.т. (вниз) вследствие увеличения объема в цилиндресоздается разрежение, под действием которого из карбюратора через открывающийсявпускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (паров бензина с воздухом). Вцилиндре горючая смесь смешивается с оставшимися в нем от предыдущего рабочегоцикла отработавшими газами и образует рабочую смесь.
Второй такт – сжатие.Поршень движется вверх, при этом оба клапана закрыты. Так как объем в цилиндреуменьшается, то происходит сжатие рабочей смеси. Смесь сжимается, температурасмеси в конце сжатия составляет 200-400°C.
Третий такт – рабочийход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой ибыстро сгорает (за 0,001 – 0,002 с). При этом происходитвыделение большого количества тепла и газы, расширяясь, создают сильноедавление на поршень, перемещая его вниз. Сила давления газов от поршняпередается через поршневой палец и шатун на коленчатый вал, создавая на немопределенный крутящий момент. Таким образом, во время рабочего хода происходитпреобразование тепловой энергии в механическую работу.
Четвертый такт – выпуск.После совершения полезной работы поршень движется вверх и выталкиваетотработавшие газы наружу через открывающийся выпускной клапан.
Из рабочего цикладвигателя видно, что полезная работа совершается только в течение рабочегохода, а остальные три такта являются вспомогательными. Для равномерностивращения коленчатого вала на его конце устанавливают маховик, обладающийзначительной массой. Маховик получает энергию при рабочем ходе, и часть ееотдает на совершение вспомогательных тактов.
Рабочий цикл двухтактногокарбюраторного Двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршняили за один оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширенияпрактически аналогичны соответствующим процессам четырёхтактного.
Сжатие — первый такт. При движении поршнявверх он перекрывает продувочное 1 и выпускное 3 окна и сжимает ранеепоступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипнойкамере 6 создается разрежение, и в нее через открывшееся впускное окно 5поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 4.
Рабочий ход, выпуски впуск — второй такт. Когда поршень, идущийвверх, не доходит до в. м. т. на 25… 27° (по углу поворота коленчатого вала),в свече 2 проскакивает искра, которая воспламеняет топливо. Горение топливапродолжается до прихода поршня в в.м.т. После этого нагретые газы, расширяясь, толкаютпоршень вниз и тем самым совершают рабочий ход (см. рис 2, б). Топливовоздушнаясмесь, находящаяся в это время в кривошипной камере 6, сжимается.
В конце рабочего ходапоршень вначале открывает выпускное окно 3, через которое выходят отработавшиегазы, затем продувочное окно 1 (рис 2, в), через которое из кривошипной камерыв цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все этипроцессы повторяются в такой же последовательности.
/>
/>
Вывод.
В этой исследовательскойработе я изучил историю создания и развития, строение, разновидности и принципработы двигателей внутреннего сгорания и получил дополнительные знания по этойтеме.
В дальнейшем, используятеоретические знания, создать работающую модель двигателя внутреннего сгорания.
Список литературы.
1. К.С. Шестопалов Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие.Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
2. Двигателивнутреннего сгорания, т. 1-3, Москва… 1957.
3. Двигателивнутреннего сгорания, Москва. 1968.
4. Физика 8 класс,Москва. Издательство Дрофа. 2002.
5. Большаяэнциклопедия Кирилла и Мефодия 2001 (2 cd).
6. Большойсправочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа. 2001.
www.ronl.ru
