В двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты поршень движется сжимая горючую (3 видео)

Содержание

РЕБЯТА, ОЧЕНЬ СРОЧНО!!в двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты, поршень движется, сжимая горючую смесь. Какой это такт?
Двигатель внутреннего сгорания
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Мертвые точки, ход поршня и такты двигателя
Схема работы двигателя внутреннего сгорания: четыре такта
Создание и применение двигателя внутреннего сгорания
4 — х тактный двигатель внутреннего сгорания.
Тепловые машины. Двигатель внутреннего сгорания (продолжение занятия 39)
🌟 Видео

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

РЕБЯТА, ОЧЕНЬ СРОЧНО!!в двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты, поршень движется, сжимая горючую смесь. Какой это такт?

Ничего он не делал..)) В романе Жюля Верна ничего про это не написано!! — Вероятно, романист полагал, что стряпня внутри летящего снаряда не представляет ничего такого, что заслуживало бы внимания читателей. ))
А вот тот, кто озаботился раскрытием этого нюанса, — Яков Исидорович Перельман — российский и советский математик, физик, журналист и педагог.
В своей книге «Занимательная физика» он дописал «недостающую главу» этого романа, где подробно изложил все мучения путешественников при попытке приготовить еду в невесомости..))

Так вот, чтобы в условиях невесомости вскипятить воду в кастрюле, путешественникам пришлось обмазать кастрюлю снаружи жиром. Это было сделано, чтобы воспрепятствовать смачиванию кастрюли водой и, как следствие, растеканию воды по всей поверхности кастрюли.

Ну и, кроме этого, пришлось постоянно обдувать пламя горелки, чтобы отвести от пламени продукты горения (углекислый газ и прочие).В атмосфере Земли, в поле силы тяжести теплые продукты горения поднимаются вверх вследствие меньшей, чем окружающий воздух, плотности. И на их место приходят новые порции воздуха с кислородом. В невесомости продукты горения остаются на месте и постепенно окружают пламя горелки бескислородной средой. Естественно, если не отгонять эти массы, то пламя быстро погаснет.

Видео:Говорю почему не работает один цилиндр двигателяСкачать

Двигатель внутреннего сгорания

Тепловым двигателем называют машину, в ходе работы которой внутренняя энергия переходит в механическую. Самую простую модель такой машины можно представить в виде металлического цилиндра и плотно пригнанного поршня, который может двигаться вдоль цилиндра.

Одним из самых распространённых видов теплового двигателя, который мы встречаем в жизни, является двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Легко догадаться, что отсюда и пошло его название.

В данном уроке мы рассмотрим устройство двигателя внутреннего сгорания и схему его работы.

Видео:Принцип работы двигателя. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3DСкачать

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Тепловые двигатели такого типа работают на жидком и газообразном топливе. Этим топливом могут быть нефть, бензин, керосин, различные горючие газы.

На рисунке 1 изображена схема простейшего двигателя внутреннего сгорания в разрезе.

Двигатель представляет собой прочный металлический цилиндр. Внутри этого цилиндра имеется подвижный поршень 3. Поршень соединения шатуном 4 с коленчатым валом 5.

В верхней части двигателя расположены два клапана 1 и 2. Когда двигатель работает, они автоматически открываются и закрываются в определенные нужные моменты.

Через клапан 1 в цилиндр двигателя поступает горючая смесь. Она воспламеняется с помощью свечи 6.

Горючая смесь – это смесь горючих газов, частиц жидкого топлива и паров топлива с воздухом (кислородом).

Отработавшие газы выпускаются через клапан 2.

Периодически в цилиндре происходит сгорание горючей смеси. Например, сгорает смесь паров бензина и воздуха. Образуются газообразные продукты сгорания. Их температура при этом достигает высоких значений – $1600-1800 \degree C$. В результате этого резко увеличивается давление на поршень.

Читайте также: Регулировка клапанов кия сид 2008 года

Эти газы (продукты сгорания) толкают поршень. При движении поршня двигается и коленчатый вал. Таким образом газы совершают механическую работу. Т. е., часть внутренней энергии газов перешла в механическую энергию. Следовательно, внутренняя энергия газов уменьшилась – они начинают охлаждаться.

Видео:Трещина в ГБЦ: какие признаки и как проверить? Ремонт ГБЦ трещин 3 способа!Скачать

Мертвые точки, ход поршня и такты двигателя

Для того, чтобы более подробно рассмотреть схему работы данного двигателя, нам понадобятся новые определения.

Поршень может двигаться внутри цилиндра. В устройстве самого простого вида, который мы рассматриваем, он может двигаться вверх и вниз.

Мёртвые точки – это крайние точки положения поршня в цилиндре.

Ход поршня – это расстояние, которое проходит поршень от одной мертвой точки до другой.

Рассматриваемые нами двигатели внутреннего сгорания называют четырехтактными.

Четырехтактный двигатель – это двигатель, в котором один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (за четыре такта).

Один такой такт двигателя или ход поршня происходит за половину оборота коленчатого вала.

Видео:Общее устройство бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгоранияСкачать

Схема работы двигателя внутреннего сгорания: четыре такта

Теперь давайте подробно рассмотрим все четыре такта работы двигателя (рисунок 2).

Рисунок 2. Схематическое изображение работы двигателя внутреннего сгорания

Первый такт (рисунок 2, а):

При повороте коленчатого вала в самом начале такта поршень начинает двигаться вниз
Объем над поршнем увеличивается
В цилиндре образуется разрежение
Открывается клапан 1. В цилиндр поступает горючая смесь
Цилиндр заполняется горючей смесью. Клапан 1 закрывается

Второй такт (рисунок 2, б):

Вал продолжает поворачиваться, поршень теперь двигается вверх
Таким образом поршень сжимает горючую смесь
Поршень доходит до верхней мертвой точки
Сжатая горючая смесь воспламеняется от электрической искры (свеча 6) и сгорает

Третий такт (рисунок 2, в):

При сгорания смеси образуются газы. Они давят на поршень – толкают его вниз
Под действием этих расширяющихся нагретых газов двигатель совершает работу. Поэтому,

Третий такт двигателя – это рабочий ход.

Поршень двигается вниз. Его движение передается шатуну и коленчатому валу
Получив сильный толчок, коленчатый вал с маховиком продолжают вращение по инерции. При этом они приводят в движение поршень при последующих тактах

Заметьте, что на втором и третьем тактах двигателя клапаны закрыты.

В конце такта открывается клапан 2. Продукты сгорания начинают выходить из цилиндра в окружающую среду

Четвертый такт (рисунок 2, г):

Идет выход продуктов сгорания из цилиндра (клапан 2 открыт)
Поршень движется вверх
В конце этого такта клапан 2 закрывается

Цикл двигателя состоит из четырех тактов:
впуск
сжатие
рабочий ход
выпуск

Видео:Порядок работы цилиндров в рядном 4 цилиндровом двигателеСкачать

Создание и применение двигателя внутреннего сгорания

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания рассмотренного нами вида изобрел немецкий инженер Рудольф Дизель (рисунок 3).

В 1893 году он получил патент на свой тепловой двигатель. В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» был построен первый двигатель Рудольфа Дизеля . Его мощность составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту. Весил этот двигатель пять тонн. Двигатель Дизеля был четырехтактным.

В 1900 году, на “Всемирной выставке”, Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель работающий на арахисовом масле (биодизель).

Двигатели внутреннего сгорания имеют очень широкое применение. В ходе их усовершенствования, в мире появлялись новые средства передвижения. Например, автомобили, мотоциклы, самолеты, вертолеты, космические корабли, ракеты, суда на воздушной подушке.

Читайте также: Пункт оптимальной слышимости какого клапана располагается краниальнее всех

В автомобилях чаще всего стоят четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. В каждом цилиндре по очереди происходит рабочий ход. Поэтому коленчатый вал постоянно получает энергию от одного из поршней.

Существуют и двигатели с другим количеством цилиндров. Многоцилиндровые двигатели лучше обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

Огнестрельное оружие является простейшим примером ДВС. Цилиндром является ствол оружия, а поршнем – выбрасываемые из оружия пули или снаряды.

Использование ДВС обеспечило быстрый прогресс в военной индустрии: были разработаны танки, истребители, подводные лодки.

В настоящее время двигатели внутреннего сгорания установлены практически на каждом виде транспорта, которым мы пользуемся. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.

Видео:ПРИЗНАКИ ПРОГАРА КЛАПАНАСкачать

4 — х тактный двигатель внутреннего сгорания.

Источник картинки screen5

Основная часть всех автомобилей делается с поршневым 4-х тактным двигателем.
В этой статье мы разберём принцип работы 4-х тактного поршневого двигателя, работающего на бензине.
Кривошипно-шатунный механизм приводится в движения от энергии сгорания топлива и привращает его в механическо вращательную работу.
Газораспределительный механизм необходим, для открытия впускных и выпускных клапанов. Приводится в движения цепной или ременной передачи от коленчатого вала к распредвалу.
Давайте рассмотрим работу двигателя на примере одного цилиндра.
Один рабочий цикл состоит из 4-х тактов, которые выполняются за 2 оборота коленчатого вала. После чего рабочий цикл повторяется.
Один такт выполняется при ходе поршня от одного крайнего положения к другому крайнему положению. Это называется верхняя и нижняя мёртвая точка.
Какие бывают такты?
Первый такт — это впуск. Когда поршень опускается от верхней точки к нижней мёртвой точки. Объём рабочей камеры увеличивается и там создаётся разряжение. Паралельно этому , с помощью распределительного вала ГРМ, открывается впускные клапаны. В цилиндр засасывается горючая смесь (бензин и воздух). Когда поршень опускается до нижней мёртвой точки, тогда впускные клапаны закрываются. Такт впуска закончен.
Второй такт — это сжатие. В этом такте, поршень двигается в верх от нижней к верхней точки. Оба клапана закрыты. Объём цилиндра уменьшается сжимая горючую смесь. При сжатии, температура горючей смеси повышается. В конце такта при подходе поршня к верхней точки, давление повышается на 15 бар, а температура горючей смеси повышается на 300-480 С. Да, чуть не забыл, когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, на опережения срабатывает свеча зажигания и получается между электродом и катодом проскакивает искра. Горючая смесь воспламеняется и полностью сжигается. Поле того как поршень подошёл к верхней точки, сжатие закончилось.
Третий такт — рабочий ход (расширение). В этом такте в цилиндре происходит пик сгорания горючей смеси. В процессе сгорания выделяется много тепла и из-за этого температура газов продуктов сгорания достигает до 2 200-2 500 С. Давления в цилиндре достигает до 45 бар. Под давлением расширяющих газов , поршень движется в низ к нижней мёртвой точки и через шатун раскручивает коленчатый вал. Всё , такт с расширение закончен.
Четвёртый такт — выпуск. В этом такте поршень движется с нижней мёртвой тачки к верхней мёртвой точки. Тогда распределительный вал ГРМ открывает выпускной клапан и поршень выдавливает отработанные газы. Поле этого , этот выпускной клапан закрывается и на этом, четвёртый такт закончен.
В разных цилиндров, одноимённые такты и приходится чередовать с определённой последовательностью (1-3-4-2). Это нужно для стабильной работы двигателя.
Вот в принципе и всё, что я хотел вам рассказать. Подписывайтесь на мой канал и делитесь с информацией со своими друзьями. И жду от вас много лайков.

Читайте также: Клапан обратный nrv 16s danfoss

Видео:ДЕТОНАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ: почему возникает, как распознать и не допустить?Скачать

Тепловые машины. Двигатель внутреннего сгорания (продолжение занятия 39)

Теперь рассмотрим упрощённо работу реальной тепловой машины на примере 4 — цилиндрового автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Поршни в каждом из 4 цилиндров соединены шатунами с коленчатым валом. В верхней части каждого цилиндра находятся впускной и выпускной клапаны. Через впускной клапан в цилиндр подаётся топливо — горючая смесь, состоящая примерно из 15 частей воздуха и одной части паров бензина. Эта смесь поступает из карбюратора. Выпускной клапан служит для выпуска наружу продуктов сгорания топлива.

За два оборота коленчатого вала каждый поршень совершает четыре хода (такта). Под ходом поршня понимается его перемещение от верхней мёртвой точки (в.м.т.) или от верхнего положения до нижней мёртвой точки (н.м.т.) или до нижнего положения, и наоборот. Движение поршней согласовано так, как показано на рисунке, изображающем рабочий цикл 4-тактного двигателя внутреннего сгорания. Посмотрим, как работает этот двигатель.

В первом такте (впуске) из карбюратора через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь, а поршень перемещается от верхней мёртвой точки (в.м.т.) к нижней мёртвой точке (н.м.т.).

В течение второго такта (сжатия) оба клапана закрыты. Поршень двигается от нижней мёртвой точки (н.м.т.) к верхней мёртвой точке (в.м.т.), смесь сжимается, температура повышается до (200 — 400) градусов Цельсия. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания и происходит сгорание топлива в цилиндре. Поэтому эти двигатели и называются двигателями внутреннего сгорания . В конце сгорания температура значительно повышается.

В начале третьего такта (рабочего хода) горючая смесь активно расширяется и давит на поршень, который перемещается к нижней мёртвой точке (н.м.т.). Оба клапана при этом закрыты. В течение третьего такта происходит преобразование тепла в механическую работу.

В четвёртом такте (выпуске) поршень двигается от нижней мёртвой точки (н.м.т.) к верхней мёртвой точке (в.м.т.), открывается выпускной клапан и отработанные газы с большой скоростью выбрасываются из цилиндра.

Такая циклическая работа сопровождается превращением возвратно — поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала, от которого через передаточные механизмы вращательное движение передаётся на колёса автомобиля.

На коленчатом валу находится маховик, благодаря инерции которого коленчатый вал не останавливается, когда поршни в цилиндрах проходят свои крайние положения («мёртвые точки»).

Подумайте над решением следующей задачи:

Температура нагревателя идеальной тепловой машины 127 градусов Цельсия, а холодильника 27. За 2 с рабочее тело получило от нагревателя количество теплоты 140 кДж. Какое количество теплоты отдаётся холодильнику за это время и какова мощность тепловой машины? Ответ: 105 кДж; 17,5 к Вт.

К.В. Рулёва Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки.

Сообщите школьникам и студентам о существовании этого канала.

Предыдущая запись: Занятие 39 . Круговые процессы. Цикл Карно.

Следующая запись: Задачи 1 — 3 к занятию 39.