Двигатели внутреннего сгорания Выполнил: ученик 8 класса филиала «Кулевчинский» МБОУ «Красивская СОШ» Любин Дмитрий

Двигатели внутреннего сгорания Перед вами двигатель внутреннего сгорания… Внешне, он кажется сложным и непонятным, но давайте заглянем внутрь и узнаем как он все таки работает и вообще зачем он появился..

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ.. История современных двигателей внутреннего сгорания начинается в 1885 году, когда появилась необходимость быстрого передвижения. Немецкий изобретатель Г. Даймлер, а в 1886 году и его соотечественник К. Бенц начали производство первых самодвижущих экипажей с бензиновыми двигателями. В наше время люди не останавливаются на достигнутом. И сейчас делается упор даже на использование водорода, который имеет КПД вдвое больше, чем бензин. Соотвесттвенно машины будут ездить еще быстрее.. Сегодня автомобиль – спутник человека и представить себе жизнь без машины вряд ли сможет любой из нас. А если бы не двигатель внутреннего сгорания мы все вряд ли бы сейчас ездили на роскошных машинах, посещали разные страны и впрочем даже вряд ли бы катались на каруселях и других аттракционах в парке.

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. 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.

Карусель с паровым приводом у основания Башни св. Якова в Париже. Большинство современных аттракционов для катания работает от электропривода или двигателя внутреннего сгорания.

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. В III веке до нашей эры греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла паром…. Как же стреляла эта пушка? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. Для нас интересно здесь то, что ствол пушки представлял собой цилиндр, по которому как поршень скользило ядро. В сочинениях Герона Александрийского есть описание прибора… В эпоху Возрождения Леонардо да Винчи задумывался над тем как использовать энергию пара…

Первый автомобиль с использованием двигателя внутреннего сгорания.. Первый дизель (1897 г.) имел КПД 22%. Паровая машина Уатта (1768 г.) - 3-4%, современный стационарный дизель имеет КПД 34-44%.

КАК ЖЕ ОН РАБОТАЕТ!? Внутри цилиндра движется поршень – металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем – пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт движения поршня коленчатому валу. Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов – впускной, подаётся горючая смесь, через другой – выпускной, удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндра помещается свеча – приспособление для зажигания горючей смеси посредством электрической искры.

Четырехтактный двигатель Наибольшее распространение получил четырёхтактный двигатель. Рассмотрим его работу. 1-ый такт – впуск (всасывание). Поршень, двигаясь вниз, засасывает горючую смесь. 2-ой такт – сжатие. Впускной клапан закрывается, поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается. 3-ий такт – рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения, смесь поджигается электрической искрой свечи, сила давления газов раскалённых продуктов горения – толкает поршень вниз. Движение поршня передаётся коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа. Произведя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного. 4-ый такт – выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушитель в атмосферу.

Двухтактный двигатель Рассмоторим как он работает:(Такт – это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.) 1. Такт сжатия. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное 6 окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности создается разряжение, под действием которого из карбюратора через открытое впускное окно поступает горючая смесь в кривошипную камеру. 2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно опускающийся поршень закрывает впускное окно и сжимает находящуюся в кривошипной камере горючую смесь. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу,давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь перетекает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

BMW Компания BMW анонсировала немного необычную технологию, при помощи которой можно сократит расход топлива на двигателях внутреннего сгорания, и, одновременно с этим, повысить их КПД. По словам разработчиков, сейчас только треть энергии, вырабатываемой двигателем, можно "конвертировать" в энергию движения. Кроме того, в современных моторах никак не используется и тепловая энергия, вырабатываемая при сгорании топлива. Так что в своей разработке BMW использует как раз факт высокой температуры выхлопных газов двигателя.

Независимый научно-исследовательский институт, расположенный в Калифорнии, предложил весьма необычный двигатель внутреннего сгорания. Ученые придумали, как можно использовать в двигателе эластичные цилиндры. Конструкторам обычных двигателей приходится мириться с газовыми потерями вокруг поршня в обычных цилиндрах; именно с этим связан низкий КПД большинства двигателей внутреннего сгорания. Специалисты, предложили заменить этот цилиндр на запечатанный эластичный, таким образом, от взрыва горячих газов он будет раздуваться. Полезная работа будет выполняться с помощью контакта с внешними стенками агрегата. Изначально разработка предназначалась для американской армии, т.е. для роботов и самолетов-шпионов; однако, практические испытания разработки показали, что она может использоваться и в гибридных автомобилях, газонокосилках и других маломощных агрегатов.

Сегодня один из самых распространенных тепловых двигателей - двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные лодки и т.д., во всем мире насчитываются сотни миллионов таких двигателей. Существуют два типа двигателей внутреннего сгорания - бензиновый ДВС и Дизель. В дизеле возгорание топлива происходит за счет повышения температуры при сжатии, а в бензиновом двигателе внутреннего сгорания за счет поджига от искры. Двигатели внутреннего сгорания Бензиновый Дизель

По роду топлива Двигатели внутреннего сгорания разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. По способу приготовления горючей смеси бывают из топлива и воздуха - на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. Существуют: жидкостные и газовые, с внешним (карбюраторные двигатели) и внутренним (дизели) смесеобразованием, поршневые и турбинные, реактивные и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. ……………………………………………………………………………….. Для оценки теплового двигателя важно знать, какую часть энергии, выделяемую топливом, он превращает в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее. Для характеристики экономичности вводится понятие коэффициента полезного действия (КПД). КПД теплового двигателя - это отношение той части энергии, которая пошла на совершение полезной работы двигателя, ко всей энергии, выделившейся при сгорании топлива.

Вот так он примерно расположен в машине…

Итак.. Итак, из этой презентации мы узнали что по роду топлива Двигатели внутреннего сгорания разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. По способу заполнения цилиндра свежим зарядом - на 4-тактные и 2-тактные. По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха - на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. Существуют: жидкостные и газовые, с внешним (карбюраторные двигатели) и внутренним (дизели) смесеобразованием, поршневые и турбинные, реактивные и комбинированные Двигатели внутреннего сгорания. Основная часть ДВС - один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда, к слову сказать, и название двигателя. Как мы видим ДВС очень часто применяется в современной технике, упрощает нашу жизнь и делает ее более комфортабельной.