Двигатели внутреннего сгорания Работу выполнили ученицы 10 «А» класса МКОУ Троицкая СОШ№ 5 Овчинникова Екатерина, Поповцева Анастасия, Рябкова Екатерина, Акифзаде Эльвира, Осташеня Мария и Валитова Яна
План 1. 2. 3. 4. 5. 6. Что такое ДВС? История создания ДВС Типы ДВС Устройство современного ДВС Принцип работы ДВС Достоинства и недостатки ДВС
Что такое ДВС? Двигатель внутреннего сгорания – один из наиболее распространённых тепловых двигателей. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
История создания ДВС Первым, кому удалось создать первый в мире действующий двигатель внутреннего сгорания был Нисефор Ньепс никому не сумел продать свой двигатель для коммерческого производства, а до воплощения фотографического процесса в окончательном виде просто не дожил. На родине, во Франции, его еще помнят – памятник поставили (правда только, как творцу фотопроцесса).
Следующий двигатель внутреннего сгорания появится лишь в 1858 году у бельгийского инженера Жан Жосефа Этьен Ленуара. Двухтактовый электрический карбюраторный двигатель, двигатель с искровым зажиганием, топливом для которого служил каменноугольный газ, станет первым коммерчески успешным двигателем такого рода. Первый двигатель проработал лишь несколько секунд из-за отсутствия системы смазки и системы охлаждения, которые были успешно применены на последующих образцах. В 1863 году Ленуар улучшил конструкцию своего двигателя, использовав вместо газового топлива, керосин. На нем трехколесный прототип современных машин проехал исторические 50 миль.
1864 год – австрийский инженер Зигфрид Маркус создал первый в мире одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания сырой нефти. Несколько лет спустя этот же ученый сконструировал транспортное средство, передвигающееся со скоростью 10 миль в час.
1873 год – Джордж Брайтон предложил новую конструкцию 2 -х цилиндрового карбюраторного керосинового двигателя, в последствие ставшим бензиновым. Это был первая безопасная модель, правда слишком массивная и медленная для коммерческого использования. Двигатель Брайтона обладал гораздо лучшими показателями удельной мощности и экономичности, чем двигатель Ленуара, и ему не нужна была система электрозажигания, но была проблема, удачного технического решения которой не удавалось найти — создание достаточного давления в камере сгорания для начала работы двигателя.
1876 год - Николас Отто, спустя 14 лет после теоретического обоснования работы 4 -х цилиндрового двигателя Рохасом, создал рабочую модель, известную, как «цикл Отто» , цикл с воспламенением от искрового разряда. КПД этого двигателя превышал 15 %, что было значительно выше, чем КПД любой паровой машины того времени. Удачная конструкция, высокая экономичность, а так же постоянная работа над устройством агрегата (именно Отто в 1877 году запатентовал новый вид двигателя внутреннего сгорания с четырехтактным циклом, который лежит в основе большинства современных ДВС) позволило занять значительную долю рынка приводов для различных устройств и механизмов.
1883 год – французский инженер Эдуард Деламар-Деботвиль конструирует одноцилиндровый четырехтактовый двигатель, топливом в котором служил газ. И хотя до практического воплощения идей дело так и не дошло, по крайней мере на бумаге Деламар. Деботвиль опередил Готлиба Даймлера и Карла Бенца. 1885 год - Готлиб Даймлер создал то, что сегодня называют прототипом современного газового двигателя – устройство с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Для этих целей Даймлер совместно со своим другом Вильгельмом Майбахом приобрели мастерскую близ города Штутгарт. Двигатель создавался для того, чтобы он мог двигать экипаж, поэтому требования, предъявляемые к нему, были весьма значительными. ДВС должен был быть, компактным, обладать достаточной мощностью и не требовать газогенератора.
1886 год – 29 января Карл Бенц запатентовал конструкцию первого в мире трехколесного газового автомобиля с электрическим зажиганием, дифференциалом и водяным охлаждением. Энергия к колесам подводилась при помощи специального шкива и ремня, присоединенным к передаточному валу. В 1891 году им же была построена 4 -х колесная машина. Именно Карл Бенц был первым, кому удалось совместить воедино шасси и двигатель. Таким был путь развития двигателей внутреннего сгорания, принесших в нашу жизнь комфорт и скорость перемещения.
Типы ДВС Типы двигателей внутреннего сгорания в традиционном понимании это поршневые, роторно-поршневые и газотурбинные двигатели. При этом, на современных автомобилях самыми широкоиспользуемыми стали именно поршневые ДВС, использующие в качестве источника энергии жидкое (бензин, дизельное топливо) или газообразное топливо ввиду их высокой ремонтопригодности.
Карбюраторные ДВС В карбюраторных двигателях топливовоздушная смесь готовится до ее поступления в цилиндры двигателя, в специальном устройстве – в карбюраторе. В таких двигателях горючая смесь (смесь топлива и воздуха), поступившая в цилиндры и смешавшаяся с остатками отработавших газов (рабочей смеси) воспламеняется от постороннего источника энергии – электрической искры системы зажигания. Газовые ДВС В этих двигателях давление газа после выхода из газового редуктора сильно снижается и доводится до близкого атмосферному, после чего при помощи воздушно-газового смесителя всасывается посредством электрических форсунок впрыскивается (аналогично инжекторным двигателям)во впускной коллектор двигателя. Зажигание осуществляется от искры свечи, проскакивающей между ее электродами.
Инжекторные ДВС В таких двигателях благодаря наличию распыляющих форсунок осуществляющих впрыска бензина во впускной коллектор происходит смесеобразование его смесеобразование с воздухом. Дизельные ДВС В дизельных двигателях смесеобразование происходит непосредственно внутри цилиндров двигателя. Воздух и топливо поступают в цилиндры раздельно. При этом, вначале в цилиндры поступает только воздух, он сжимается, и в момент его максимального сжатия, струя мелкораспыленного топлива через специальную форсунку впрыскивается в цилиндр, происходит воспламенение образованной смеси. При этом, поджигание смеси происходит в результате повышения температуры воздуха при сильном его сжатии в цилиндре.
Газодизельные ДВС Принцип работы такого двигателя аналогичен работе любого из разновидностей газовых двигателей. Топливовоздушная смесь готовится по аналогичном у принципу, , путем подачи газа в воздушно-газовый смеситель или во впускной коллектор. Однако, поджигается смесь запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр по аналогии с работой дизельных двигателей, а не с использованием электрической свечи. Роторно-поршневые ДВС Основную часть двигателя образует треугольный ротор (аналог поршня), вращающийся в камере специфической формы, по конструкции внутренней поверхности напоминающей цифру « 8″. Этот ротор исполняет функции поршня, коленчатого вала и газораспределительного механизма, таким образом позволяет отказаться от систему газораспределения, обязательных для поршневых двигателей. Он выполняет три полных рабочих цикла за один свой оборот, что позволяет одним таким двигателем заменить шестицилиндровый поршневой двигатель.
Газотурбинные ДВС Уже сегодня эти двигатели с успехом способны заменить поршневые ДВС в автомобилях. И хотя той степени совершенства конструкция этих двигателей достигла в последние несколько лет, идея применить в автомобилях газотурбинные двигатели возникла довольно давно. Реальную возможность создания надежных газотурбинных двигателей теперь обеспечивают теория лопаточных двигателей, достигшая высокого уровень развития, металлургия и техника их производства. Комбинированные ДВС Эти двигатели представляют собой комбинацию из двух машин: поршневой и лопаточной, в качестве которой может выступать турбина или компрессор. Обе эти машины являются важными элементами рабочего процесса. В качестве примера такого двигателя можно привести турбированный двигатель, т. е. сочетание поршневого двигателя с газотурбинным наддувом.
Устройство современного ДВС
Принцип работы ДВС http: //files. school-collection. edu. ru/dlrstore/fada 3 dea-3 cc 4 -4954 -85 d 6 ffc 434 c 59 ee 8/%5 BPH 10_06 -019%5 D_%5 BAM_51%5 D. swf
На такте впускная и топливная системы обеспечивают образование топливновоздушной смеси. В зависимости от конструкции смесь образуется во впускном коллекторе (центральный и распределенный впрыск бензиновых двигателей) или непосредственно в камере сгорания (непосредственный впрыск бензиновых двигателей, впрыск дизельных двигателей). При открытии впускных клапанов газораспределительного механизма воздух или топливно-воздушная смесь за счет разряжения, возникающего при движении поршня вниз, подается в камеру сгорания. На такте сжатия впускные клапаны закрываются, и топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндрах двигателя. Такт рабочий ход сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси (принудительное или самовоспламенение). В результате возгорания образуется большое количество газов, которые давят на поршень и заставляют его двигаться вниз. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, которое затем используется для движения автомобиля. При такте выпуск открываются выпускные клапаны газораспределительного механизма, и отработавшие газы удаляются из цилиндров в выпускную систему, где производится их очистка, охлаждение и снижение шума. Далее газы поступают в атмосферу. Рассмотренный принцип работы двигателя внутреннего сгорания позволяет понять, почему ДВС имеет небольшой коэффициент полезного действия - порядка 40%. В конкретный момент времени как правило только в одном цилиндре совершается полезная работа, в остальных – обеспечивающие такты: впуск, сжатие, выпуск.
Достоинства и недостатки ДВС + - • Являются самыми экономичными и простыми из всех типов двигателей • Более чистый выхлоп. • Не требуется сложная выхлопная система. • Меньший шум. • Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов. • Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма • Кривошипно-шатунный механизм; • Большая масса; • Достаточно тонкая система впуска/зажигания, глушителей; • Четырехтактность
Источники информации • http: //it-day. ru/technics/65 -dvs. html • http: //www. people. su/16905 • http: //v-safety. ru/tipy-dvigateley-vnutrennego -sgoraniya-v-avtomobilyax/ • http: //class-fizika. narod. ru/mm 10 -11. htm
Скачать презентацию Двигатели внутреннего сгорания Работу выполнили ученицы 10 А
Двигатели внутреннего сгорания.pptx