РОЛЬ АВТОМОБИЛЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА «Все мы, ныне живущие, в ответе за природу перед потомками».

Хронология изобретений тепловых двигателей 1690 – пароатмосферная машина Д.Папена пароатмосферная машина Т.Ньюкомена для подъема воды из шахты – паровой двигатель И.И.Ползунова 1784 – паровой двигатель Дж.Уатта 1865 – двигатель внутреннего сгорания Н.Отто 1871 – холодильная машина К.Линде 1897 – двигатель внутреннего сгорания Р.Дизеля (с самовоспламенением)

Пароатмосферная машина Д.Папена Создатель первой поршневой паровой машины год

Пароатмосферная машина Д.Папена

Пароатмосферная машина Т.Ньюкомена для подъема воды из шахты В гг. английский изобретатель кузнечный мастер Томас Ньюкомен построил первую паровую (пароатмосферную) машину поршневого типа.

Пароатмосферная машина Т.Ньюкомена для подъема воды из шахты

Паровой двигатель И.И.Ползунова В апреле 1763 г. Ползунов демонстрировал работу огнедействующей машины" для заводских нужд»

Паровой двигатель Дж.Уатта В 1781 г. Джеймс Уатт получил патент на изобретение второй модели своей машины. В 1782 г. эта замечательная машина, первая универсальная паровая машина «двойного действия», была построена.

Паровой двигатель Дж. Уатта

Двигатель внутреннего сгорания Н.Отто К 1863 году был готов первый образец атмосферного газового двигателя с поршнем от авиационного мотора и ручным стартером, работавшим на смеси бензина и воздуха.

Двигатель внутреннего сгорания Н. Отто

Холодильная машина К.Линде Назначение премии за изобретение холодильной машины по выкристаллизации парафина побудило профессора в 1870 году вплотную заняться теорией тогда еще не существовавшей холодильной отрасли. Тремя годами позже в аугсбургской пивоварне была опробована первая опытная паровая машина фон Линде, в которой в качестве хладагента использовался метилэфир. Тогда же профессор получил в земле Бавария патент на свое изобретение, а 9 августа 1877 года уже имперский патент на машину «второй конструкции», работавшую на аммиаке.

Холодильная машина К. Линде

Двигатель внутреннего сгорания Р.Дизеля (с самовоспламенением) 1878 – 1888 гг. Рудольф Дизель работает над созданием двигателя принципиально новой конструкции. В голову ему приходит создание абсорбционного двигателя, работавшего на аммиаке, а в роли топлива должна был выступать специальная пудра, полученная из каменного угля.

Двигатель внутреннего сгорания Первый четырехтактный ДВС работал на газе. Изобрел его в 1878 году немецкий физик самоучка Николай Отто.

Позже его коллеги Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах Позже его коллеги Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах в 1885 году построили карбюраторный ДВС, работавший на бензине. в 1885 году построили карбюраторный ДВС, работавший на бензине.

Карбюраторный ДВС имеет карбюратор- устройство, в которое поступают бензин и воздух, при этом получается горючая смесь. Карбюраторный ДВС имеет карбюратор- устройство, в которое поступают бензин и воздух, при этом получается горючая смесь.

4 такта двигателя 1 такт-в результате движения поршня вниз происходит всасывания через впускной клапан горючей смеси, выпускной клапан закрыт. 1 такт-в результате движения поршня вниз происходит всасывания через впускной клапан горючей смеси, выпускной клапан закрыт. 2 такт-поршень сжимает горючую смесь, она нагревается и поджигается электрической искрой от свечи. 2 такт-поршень сжимает горючую смесь, она нагревается и поджигается электрической искрой от свечи.

3 такт-раскаленные газы-продукты сгорания горючей смеси-давят на поршень и толкают его вниз.Движение поршня с помощью шатуна передается коленчатому валу. 3 такт-раскаленные газы-продукты сгорания горючей смеси-давят на поршень и толкают его вниз.Движение поршня с помощью шатуна передается коленчатому валу. 4 такт-поршень поднимается вверх и выталкивает отработанные газы через выпускной клапан,который в это время открывается 4 такт-поршень поднимается вверх и выталкивает отработанные газы через выпускной клапан,который в это время открывается

График изменения состояния газа в цилиндре ДВС на р,V-диаграмме. 1,2-Впуск 1,2-Впуск 2,3-Сжатие 2,3-Сжатие 3,4-Рабочий ход 3,4-Рабочий ход 4,5,6,7-выпуск 4,5,6,7-выпуск

Малая масса, компактность, сравнительно высокий кпд (2530%) обусловили широкое применение карбюраторных двигателей. Они приводят в движение автомобили, мотоциклы, моторные лодки, применяются в бензопилах. Малая масса, компактность, сравнительно высокий кпд (2530%) обусловили широкое применение карбюраторных двигателей. Они приводят в движение автомобили, мотоциклы, моторные лодки, применяются в бензопилах. Но есть и недостатки: работают на дорогом высококачественном топливе, довольно сложны по конструкции, имеют большую скорость вращения вала двигателя, их выхлопные газы загрязняют атмосферу. Но есть и недостатки: работают на дорогом высококачественном топливе, довольно сложны по конструкции, имеют большую скорость вращения вала двигателя, их выхлопные газы загрязняют атмосферу.

Четырёхтактный дизельный двигатель Изобретён немецким инженером Рудольфом ДИЗЕЛЕМ(1858 – 1913) в 1897году.

Принципиальное устройство

Первый такт При ходе поршня вниз через впускной клапан в цилиндр поступает атмосферный воздух.

Второй такт При ходе поршня вверх воздух адиабатно сжимается до давления примерно 1,2*10 6 Па, что ведёт к повышению его температуры в конце такта до С.

В сжатый раскалённый воздух впрыскивается с помощью топливного насоса и форсунки дизельное топливо. Из-за высокой температуры оно воспламеняется (причём горит дольше бензина).

Образующиеся при горении газы давят на поршень и производят полезную работу во время движения поршня вниз. Давление расширяющегося газа поддерживается приблизительно постоянным. По окончании горения впрыснутой порции топлива происходит адиабатное расширение газа. В конце такта происходит открытие выпускного клапана, давление падает. Третий такт

Четвёртый такт Поршень движется вверх и выталкивает продукты сгорания в атмосферу.

График изменения состояния газа в цилиндре ДД на р,V-диаграмме. Изобара такт Изобара такт Изобара 3-4, изотерма 4-5, изохора такт Изобара такт

Большой КПД (35-40%). Преимущества дизельного двигателя: Низкий расход топлива Дешёвое топливо Большой крутящий момент Недостатки дизельного двигателя: Более низкая мощность, по сравнению с бензиновыми двигателями Более высокая масса

Перегонка нефти Нефть Бензин С5-С С 14,5 % Лигроин С8-С С 7,5 % Керосин С14- С С 18% Соляровое масло С14-С С 5% Мазут С17-С С 55%

Крекинг С 16 Н С 8 Н 18 + С 8 Н 16 С 8 Н С 4 Н 10 + С 4 Н 8 С 4 Н С 2 Н 6 + С 2 Н 4 Бензин 45-55% Бензин 45-55% Крекинг газы % Крекинг газы % Газойль 15-25% Газойль 15-25% Кокс 3-7% Кокс 3-7% Масла : Масла : цилиндровое, машинное, веретенное, гудрон цилиндровое, машинное, веретенное, гудрон

Сравнение термического и каталитического крекингов Признаки сравнения ТермическийКаталитический Сырье Катализаторы Температура Давление Химические реакции Продукты Мазут и др С 2-7 МПа Крекинг Автомобильн ый бензин Керосин и газойль Алюмосиликаты С Атмосферное Крекинг и изомерия Авиационный бензин

Нагреватель Т 1 Рабочее тело (газ) Холодильник Т 2 Схема теплового двигателя Q 1 Q 2 A = Q 1 - Q 2

Работа теплового двигателя характеризуется КПД КПД=А/Q1*100%=(Q1- Q2)/Q1*100% Обычно КПД = от 15 до 40%

Ученые Карно Никола Леонард Сади ( г.)- французский физик и инженер. Свои исследования он изложил в сочинении «размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Он предложил идеальную тепловую машину. Суть её проста: КПД=(Т1-Т2)/Т1*100%, где Т2=0 о.К, то КПД=100%=1. Но это невозможно, так как максимальное КПД=62%, при Т1=800 о.К, Т2=300 о.К.

Участок авс – расширение Работа А = площади Sabcef Участок adc- сжатие А= Sadcef Аполез.= А-А= S abcef

Токсичность соединений свинца Рb(С 2 Н 5 ) 4 Действует на нервную систему Действует на нервную систему Вызывает умственную отсталость Вызывает умственную отсталость Заболевания мозга Заболевания мозга Дезактивирует ферменты Дезактивирует ферменты Pb(C 2 H 5 ) 4 + 4KI C 2 H 5 K + PbI 4 Pb(C 2 H 5 ) 4 + 4KI C 2 H 5 K + PbI 4 Pb I PbI 4 Pb I PbI 4 желтого цвета желтого цвета Безопасный уровень в крови Безопасный уровень в крови 0,2- 0,8×10 -4 % 0,2- 0,8×10 -4 %

Состав отработанных газов автомобильных двигателей Компонент Количество отработанных газов двигателей, % ДизельногоКарбюраторного Оксид углерода (II) CO Оксиды азотаNOх Углеводороды CхHу Диоксид серы SO 2 Сажа С 0,2 0,35 0,040,04 0,3 (мг/л) 6 0,46 0,40,007 0,05 (мг/л)

Альтернативные виды топлива Газовое топливо Газовое топливо 2С 4 Н О 2 = 8СО Н 2 О 2С 4 Н О 2 = 8СО Н 2 О Этиловый спирт Этиловый спирт С 2 Н 5 ОН + 3О 2 = 2СО 2 + 3Н 2 О С 2 Н 5 ОН + 3О 2 = 2СО 2 + 3Н 2 О Водород Водород 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О Биогаз Биогаз СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О

Меры по снижению вредных выбросов автомобилей Равномерное движение машин, ликвидация заторов Равномерное движение машин, ликвидация заторов Установление предельной скорости движения в городе 60 км/ч Установление предельной скорости движения в городе 60 км/ч Вывод из городской черты грузовых потоков Вывод из городской черты грузовых потоков Своевременное устранение неисправности двигателей Своевременное устранение неисправности двигателей

«О люди! Берегите Землю! Неповторимую среди планет! Планета у нас одна, это наш дом, И ее судьба небезразлична для всех людей». С.А. Радкевич