Двигатель внутреннего сгорания — устройство и принцип работы ДВС
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – это самый распространенный тип двигателя из всех, которые устанавливаются в настоящее время на автомобили. Несмотря на то, что современный двигатель внутреннего сгорания состоит из тысячи частей, принцип его работы весьма прост. В рамках данной статьи мы рассмотрим устройство и принцип работы ДВС.
Внизу страницы смотрите видео, на котором наглядно показано устройство и принцип работы бензинового ДВС.
В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндр и поршень. Именно внутри цилиндра ДВС происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива, в энергию механическую, способную заставить наш автомобиль двигаться. Этот процесс повторяется с частотой несколько сотен раз в минуту, что обеспечивает непрерывное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.
Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания
В подавляющем большинстве легковых автомобилей устанавливают четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, поэтому мы и берём его за основу. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового ДВС, предлагаем вам взглянуть на рисунок:
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Топливно-воздушная смесь, попадая через впускной клапан в камеру сгорания (такт первый – впуск), сжимается (такт второй – сжатие) и воспламеняется от искры свечи зажигания. При сжигании топлива, под воздействием высокой температуры в цилиндре двигателя образуется избыточное давление, заставляющее поршень двигаться вниз к так называемой нижней мертвой точке (НМТ), совершая при этом такт третий – рабочий ход. Перемещаясь во время рабочего хода вниз, с помощью шатуна, поршень приводит во вращение коленчатый вал. Затем, перемещаясь от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) поршень выталкивает отработанные газы через выпускной клапан в выхлопную систему автомобиля – это четвертый такт (выпуск) работы двигателя внутреннего сгорания.
Такт – это процесс, происходящий в цилиндре двигателя за один ход поршня. Совокупность тактов, повторяющихся в строгой последовательности и с определенной периодичностью, обычно называют рабочим циклом, в данном случае, двигателя внутреннего сгорания.
- Такт первый — ВПУСК. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом возникает разряжение и полость цилиндра ДВС заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Смесь, попадая в камеру сгорания, смешивается с остатками отработавших газов. В конце впуска давление в цилиндре составляет 0,07–0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
- Такт второй – СЖАТИЕ. Поршень движется к ВМТ, оба клапана закрыты, рабочая смесь в цилиндре сжимается, а сжатие сопровождается повышением давления (1,2–1,7 МПа) и температуры (300-400 ºС).
- Такт третий – РАСШИРЕНИЕ. При воспламенении рабочей смеси в цилиндре ДВС выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура (до 2500 градусов по Цельсию). Под давлением поршень перемещается к НМТ. Давление равно 4–6 МПа.
- Такт четвертый – ВЫПУСК. Поршень стремится к ВМТ через открытый выпускной клапан, отработавшие газы выталкиваются в выпускной трубопровод, а затем в окружающую среду. Давление в конце цикла: 0,1–0,12 МПа, температура 600-900 ºС.
И так, вы смогли убедиться, что двигатель внутреннего сгорания устроен не очень сложно. Как говорится, все гениальное – просто. А для большей наглядности рекомендуем посмотреть видео, на котором также очень хорошо показан принцип работы ДВС.
Видео: как устроен двигатель внутреннего сгорания
Блогер из компрессора кондиционера сделал двигатель внутреннего сгорания: видео » 1Gai.Ru
На YouTube появилось видео реконструкции компрессора кондиционера в ДВС, работающий на бензине.
Большинство компрессоров кондиционеров представляют собой, по сути, крошечные поршневые двигатели. Но несмотря на это требуется достаточная смекалка и изобретательность, чтобы преобразовать компрессор в двигатель внутреннего сгорания. Но как говорится нет ничего невозможного в нашем удивительном и странном мире. Это доказал техноблогер, который модифицировал компрессор кондиционера в двигатель внутреннего сгорания.
Итак, у вас в гараже валяется старый компрессор кондиционера? У вас есть инженерные навыки? Тогда почему бы вам не превратить этот автокомпонент в работающий двигатель внутреннего сгорания? Именно это сделал ютубер. И надо признать получилось впечатляюще.
Видео было выложено на канале Lets Learn Something (YouTube) в конце ноября 2019 года. Ролик стал вирусным. В данный момент его посмотрело более 6 млн. человек. Автор видео решил превратить обычный автомобильный компрессор кондиционера в бензиновый двигатель. Благодаря тому, что большинство компрессоров спроектированы как крошечные поршневые двигатели, знающему человеку было не сложно превратить компрессор в двигатель внутреннего сгорания. Самым сложным было создать прозрачную плексигласовую головку блоков цилиндров.
Инженер начал с разборки компрессора и сверления отверстий для впускного и выпускного клапана. Затем он использовал акриловую смолу для изготовления головки блока и для удержания свечей зажигания вместе с продуманной системой впрыска топлива.
Для зажигания техноблогер использовал мотоциклетные катушки, самодельный распределитель с магнитным питанием и специальную систему электропроводку, чтобы получить искру.
Получившаяся конструкция запустилась не сразу. Блогеру потребовалось несколько попыток запуска, но в конечном итоге двигатель из компрессора запустился и начал работает как настоящий, настоящий ДВС. Очевидно, что этот ролик не много чем полезен, но все равно видео впечатляет. Чего только не увидишь в Сети. Вот почему мы так любим интернет.
Устройство двигателя внутреннего сгорания — видео, схемы, картинки
Первые ДВС обладали малой мощностью, а коэффициент полезного действия не доходил даже до десяти процентов, но неутомимые изобретатели – Ленуар, Отто, Даймлер, Майбах, Дизель, Бенц и множество других – привносили что-то новое, благодаря чему имена многих увековечены в названиях известных автомобильных компаний.
ДВС прошли длительный путь развития от коптящих и часто ломающихся примитивных моторов, до сверхсовременных битурбированных двигателей, но принцип их работы остался все тот же – теплота сгорания топлива преобразуется в механическую энергию.
Название “двигатель внутреннего сгорания” используется потому, что топливо сгорает в середине двигателя, а не снаружи, как в двигателях внешнего сгорания – паровых турбинах и паровых машинах.
Благодаря этому ДВС получили множество положительных характеристик:
- они стали намного легче и экономичнее;
- стало возможным избавиться от дополнительных агрегатов для передачи энергии сгорания топлива или пара к рабочим частям двигателя;
- топливо для ДВС обладает заданными параметрами и позволяет получать значительно больше энергии, которую можно преобразовать в полезную работу.
Устройство ДВС
Вне зависимости от того, на каком топливе работает двигатель – бензин, дизель, пропан-бутан или экотопливо на основе растительных масел – главным действующим элементом является поршень, который находится внутри цилиндра. Поршень похож на металлический перевернутый стакан (скорее подойдет сравнение с бокалом для виски – с плоским толстым дном и прямыми стенками), а цилиндр – на небольшой кусок трубы, внутри которой и ходит поршень.
В верхней плоской части поршня имеется камера сгорания – углубление круглой формы, именно в нее попадает топливно воздушная смесь и здесь же детонирует, приводя поршень в движение. Это движение передается на коленчатый вал с помощью шатунов. Шатуны верхней своей частью прикреплены к поршню с помощью поршневого пальца, который просовывается в два отверстия по бокам поршня, а нижней – к шатунной шейке коленчатого вала.
Первые ДВС имели всего один поршень, но и этого было достаточно, чтобы развить мощность в несколько десятков лошадиных сил.
В наше время тоже применяются двигатели с одним поршнем, например пусковые двигатели для тракторов, которые выполняют роль стартера. Однако больше всего распространены 2-х, 3-х, 4-х, 6-и и 8-цилиндровые двигатели, хотя выпускаются двигатели на 16 цилиндров и более.
Поршни и цилиндры находятся в блоке цилиндров. От того, как расположены цилиндры по отношению к друг другу и к другим элементам двигателя, выделяют несколько видов ДВС:
- рядные – цилиндры расположены в один ряд;
- V-образные – цилиндры расположены друг против друга под углом, в разрезе напоминают букву “V”;
- U-образные – два объединенных между собой рядных двигателя;
- X-образные – ДВС со сдвоенными V-образными блоками;
- оппозитные – угол между блоками цилиндров составляет 180 градусов;
- W-образные 12-цилиндровые – три или четыре ряда цилиндров установленные в форме буквы “W”;
- звездообразные двигатели – применяются в авиации, поршни расположены радиальными лучами вокруг коленчатого вала.
Важным элементом двигателя является коленчатый вал, на который передается возвратно-поступательное движение поршня, коленвал преобразует его во вращение.
Когда на тахометре отображаются обороты двигателя, то это как раз и есть количество вращений коленвала в минуту, то есть он даже на самых низких оборотах вращается со скоростью 2000 оборотов в минуту. С одной стороны коленвал соединен с маховиком, от которого вращение через сцепление подается на коробку передач, с другой стороны – шкив коленвала, связанный с генератором и газораспределительным механизмом через ременную передачу. В более современных авто шкив коленвала связан также со шкивами кондиционера и гидроусилителя руля.
Топливо подается в двигатель через карбюратор или инжектор. Карбюраторные ДВС уже отживают свое из-за несовершенства конструкции. В таких ДВС идет сплошной поток бензина через карбюратор, затем топливо смешивается во впускном коллекторе и подается в камеры сгорания поршней, где детонирует под действием искры зажигания.
В инжекторных двигателях непосредственного впрыска топливо смешивается с воздухом в блоке цилиндров, куда подается искра от свечи зажигания.
Газораспределительный механизм отвечает за согласованную работу системы клапанов. Впускные клапаны обеспечивают своевременное поступление топливновоздушной смеси, а выпускные отвечают за выведение продуктов сгорания. Как мы уже писали раньше, такая система используется в четырехтактных двигателях, тогда как в двухтактных необходимость в клапанах отпадает.
На данном видео показано как устроен двигатель внутреннего сгорания, какие функции выполняет и как он это делает.
Устройство четырехтактного ДВС
Загрузка…Поделиться в социальных сетях
Toyota тестирует новый двигатель, видео / Авто / Судебно-юридическая газета
Двигатель дебютирует на гоночной машине японской марки.
Toyota объявила о начале испытаний двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде. Экспериментально новый агрегат разместят на седане Corolla Sport, который примет участие в японской серии Super Taikyu Series 2021 Powered by Hankook.
Интересно, что это не агрегат, работающий на водородных топливных элементах, как, например, Toyota Mirai, а стандартный двигатель. Это 3-цилиндровый турбомотор объемом 1,6 литра, топливные системы которого адаптированы для работы со сжатым водородом. В этом случае вредные выбросы будут чуть больше нуля, так как сгоревшего масла в них будет мало.
Такой двигатель имеет ряд преимуществ, тем более что автомобильная промышленность взяла курс на декарбонизацию. Во-первых, водород воспламеняется быстрее, чем бензин, что означает лучшую отзывчивость. Во-вторых, водородные двигатели сохраняют все качества двигателей внутреннего сгорания, включая их звук и вибрацию. Это означает, что по крайней мере на начальном этапе они будут использоваться в спортивных автомобилях.
Вот почему Toyota будет улучшать технологии в гонках. Первоначально водородный турбомотор разместят под капотом Toyota Corolla Sport, подготовленной для участия в Super Taikyu Series 2021 Powered by Hankook. Автомобиль будет заряжаться «зеленым водородом», производимым на Фукусимском исследовательском центре водородной энергетики. Это одна из крупнейших электростанций в мире, расположенная в 20 км от АЭС Фукусима и использующая электроэнергию от местной солнечной электростанции мощностью 20 мегаватт.
Также «Судебно-юридическая газета» писала, что Nissan представил новый европейский X-Trail.
Кроме этого, мы сообщали, что Audi представила уникальный электрический кроссовер — Q4 e-tron.
Напомним, что автострахование — лучшие аккредитованные лаборатории — Центр Авто.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал и на Twitter, чтобы быть в курсе самых важных событий.
Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания (18 фото+4 видео)
В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.
Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.
Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.
Технические характеристики двигателя.Характеристики двигателя При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня, объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания, а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра. Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра.
Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
Первый такт — такт впуска
Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.
Второй такт — такт сжатия
Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.
Третий такт — рабочий ход
Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.
Четвертый такт — такт выпуска
Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.
После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.
Газораспределительный механизм
Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.
Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.
Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.
Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.
Принцип работы ГРМ
Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и, наоборот.
Устройство КШМ
Поршень
Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.
Изготовленный штамповкой или кованый стальной (реже – титановый) шатун имеет шарнирные соединения. Основная роль шатуна состоит в передаче поршневого усилия к коленчатому валу. Конструкция шатуна предполагает наличие верхней и нижней головки, а также стержня с двутавровым сечением. В верхней головке и бобышках находится вращающийся («плавающий») поршневой палец, а нижняя головка – разборная, позволяя, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.
Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид двух, упруго соединенных между собой, дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.
Блок и головка цилиндров
Блок цилиндров и головка блока цилиндров отливаются из чугуна (реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные-выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованной крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.
В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.
что такое гидроудар, и чем опасны ливни для машины
Прокатившиеся по европейской части России сильные ливни показали, что утонуть машина может прямо посреди города или даже в вашем собственном дворе.
Но последствия могут быть разными. Одно дело, если вы преодолевали глубокую лужу, и двигатель поймал так называемый гидроудар. Другое – если был подтоплен незаведенный припаркованный автомобиль. Самая неприятная история – когда вода попадает в работающий двигатель. Жидкость, в отличие от топливо-воздушной смеси, практически несжимаема, что дает разрушительный эффект.
Иногда может пробить стенку цилиндра или даже блока, и вот такой мотор восстановлению уже не подлежит. Поэтому чем сильнее вы давите на газ, тем фатальнее последствия.
Отсюда первый совет: если нет возможности объехать водное препятствие, старайтесь двигаться медленно, не нагоняйте перед собой волну.
И следите, чтобы вас не накрыла волна от встречного или попутного, особенно крупногабаритного транспорта, например, автобуса. Если вода начала заливать капот – немедленно глушите двигатель. А если он заглох сам, то не пытайтесь завести, чтобы не усугублять последствия. Максимально безопасная «ватерлиния» – по половину колеса.
Причем, если окажется хоть немного глубже, двигатель может и не зальет, но вода в салон наверняка просочится. Проблем с таким «утопленником», увы, не меньше, чем с поймавшим гидроудар.
«Это безусловно коррозия подвески, коррозия тормозной системы, это плесень в салоне. То есть такой автомобиль обязательно нужно сушить, делать химчистку, озонирование салона», – перечисляет необходимые после этого действия менеджер отдела trade-in дилерского центра Максим Романов.
Но главное, что страдает проводка по днищу кузова. Имейте в виду, проблемы могут проявиться даже после сушки. Датчики, блоки и бортовое оборудование начнут сбоить спустя несколько дней, когда коррозия на контактах даст о себе знать.
Кстати, именно по ней проще всего распознать «утонувший» автомобиль на вторичном рынке. Теперь о страховке. Возместить ущерб за гидроудар можно только, если он застрахован отдельно. А вот подтопление машины покрывается большинством стандартных пакетов КАСКО.
«Для получения страхового возмещения необходимо обратится в Гидрометцентр, который подтвердит наличие неблагоприятного погодного события, и в полицию, которая зафиксирует место, время и характер повреждений, которые причинены автомобилю», – дает советы замдиректора департамента урегулирования убытков страховой компании Эдуард Мурашковский.
Чтобы всего этого избежать, следите за прогнозом. Обещают ливни – ставьте автомобиль на возвышенности. В идеале на многоэтажный паркинг и, естественно, не подземный.
Помните, даже многокилометровый объезд водной преграды лучше незапланированного ремонта с пятизначной суммой. И то, если повезет.
рабочий цикл,как работает,система питания двс,фото,видео.
КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.
Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров.
Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.
Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).
Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.
Рис. 1.3. Поршень с шатуном.
На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).
Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.
Примечание.
Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.
Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).
При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.
Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.
Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.
По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.
РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Рабочий цикл — это строгая последовательность рабочих процессов (тактов), периодически повторяющихся в каждом цилиндре. Каждый такт соответствует одному проходу поршня.
Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактными и двухтактными. Принципиальная разница между ними заключается в следующем: в четырехтактном двигателе один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, а в двухтактном — за два хода. Двухтактные двигатели используются в основном на мотоциклах, моторных лодках, скутерах и т. п. Поэтому здесь будем вести речь о четырехтактном двигателе внутреннего сгорания — именно такими моторами оснащаются легковые автомобили.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты.
1. Первый такт — впуск горючей смеси в цилиндр двигателя. Нужно сказать, что в цилиндре происходит сгорание топлива не в чистом виде, а смеси его паров с воздухом (горючая смесь). В советских автомобилях за приготовление такой смеси отвечал специальный прибор — карбюратор. Однако в современных автомобилях карбюраторы давно не применяются — данный процесс контролируется электроникой (прибором, который называется инжектор).
Примечание.
Для бензинового двигателя внутреннего сгорания оптимальной является горючая смесь, состоящая из 1 части бензина и 15 частей воздуха (то есть 1:15).
Горючая смесь попадает в цилиндр при открывшемся впускном клапане (напомню, что в нужный момент на него давит кулачок распределительного вала). В момент открытия впускного клапана поршень всегда расположен в ВМТ и начинает перемещаться вниз к НМТ. При этом над поршнем возникает разрежение, под воздействием которого в цилиндр поступает горючая смесь. Иными словами, при движении вниз к НМТ поршень засасывает горючую смесь в цилиндр через открывшийся впускной клапан. Как только поршень достигнет НМТ, клапан под воздействием мощной пружины возвращается на прежнее место и плотно закрывает впускное отверстие.
Когда горючая смесь попадает в цилиндр, она перемешивается с остатками имеющихся в нем выхлопных газов. Такая смесь называется рабочей, и именно она будет сгорать в камере сгорания.
На протяжении первого такта работы мотора кривошип коленчатого вала (рис. 1.4) проворачивается на пол-оборота.
Рис. 1.4. Коленчатый вал двигателя.
2. Исходное положение для начала второго такта таково: поршень находится в НМТ, впускной клапан плотно закрыт, цилиндр заполнен рабочей смесью. Во время второго такта поршень перемещается от НМТ к ВМТ, сжимая в процессе этого находящуюся в цилиндре рабочую смесь.
Опытным водителям хорошо знакомо такое понятие, как степень сжатия. Данный показатель информирует о том, во сколько раз сокращается объем рабочей смеси при достижении поршнем ВМТ. Отмечу, что степень сжатия — одна из наиболее значимых технических характеристик любого автомобиля.
В процессе сжатия рабочей смеси ее температура существенно повышается. При достижении поршнем ВМТ она равняется примерно +300… 400 °С. Что касается давления внутри цилиндра, то оно при этом составляет порядка 9-10 кг/см.
Второй такт заканчивается при достижении поршнем ВМТ. В этот момент рабочая смесь максимально сжата. За второй такт кривошип коленчатого вала проворачивается еще на пол-оборота. Следовательно, за два такта коленчатый вал делает один полный оборот.
3. Как отмечалось ранее, принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Это происходит на третьем этапе работы двигателя, который называется рабочим ходом. Когда поршень находится в ВМТ, а рабочая смесь максимально сжата, между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, что вызывает воспламенение рабочей смеси (это происходит в камере сгорания). В результате на поршень, находящийся в ВМТ, оказывается мощное давление. Клапаны в этот момент плотно закрыты, продуктам горения деваться некуда, и именно они давят на поршень, который под воздействием этого давления вынужден двигаться вниз к НМТ. При этом он передает энергию своего движения через шатун на кривошип коленчатого вала, тем самым вынуждая его вращаться. Именно это вращение является движущей силой автомобиля.
Примечание.
Давление на поршень во время третьего такта рабочего цикла двигателя достигает 40 кг/см.
Во время третьего такта коленчатый вал двигателя проворачивается еще на пол-оборота.
4. Последний, четвертый такт рабочего цикла — выпуск отработанных газов. Он начинается, когда после третьего такта поршень находится в НМТ и начинает двигаться вверх. В этот момент под воздействием соответствующего кулачка распределительного вала открывается выпускной клапан и движущийся вверх поршень выдавливает выхлопные газы из цилиндра. Сразу после этого клапан плотно закрывает выпускное отверстие. Затем выхлопные газы через глушитель и выхлопную трубу выводятся наружу.
Четвертый такт завершается, когда поршень достиг ВМТ и плотно закрылся выпускной клапан.
В течение четвертого такта коленчатый вал проворачивается еще на пол-оборота. Следовательно, за четыре такта работы (на протяжении одного рабочего цикла) коленчатый вал делает два полных оборота.
После четвертого такта опять начинается первый такт и т. д.
СИСТЕМА ПИТАНИЯ
Система питания является одной из ключевых систем двигателя внутреннего сгорания, поэтому от ее исправности и технического состояния, а также от качества используемого топлива напрямую зависит мощность и надежность двигателя, а также возможность его быстрого запуска.
Внимание!
Практически любая неисправность системы питания влечет за собой повышение расхода топлива и, как следствие, снижение экономичности автомобиля.
Среди наиболее характерных признаков, свидетельствующих о наличии неполадок в системе питания, можно отметить резкий запах топлива, а также наличие подтеканий из топливной системы. О неисправностях в топливной системе также может говорить трудный запуск двигателя, его нестабильная работа в разных режимах, а также слишком высокий расход топлива.
Состав выхлопных газов может рассказать о состоянии системы питания. Например, неполадки часто приводят к образованию слишком богатой либо наоборот — слишком бедной рабочей смеси, что в конечном счете отражается на содержимом выхлопных газов.
При диагностике системы питания следует учесть, что отклонения в показателях какого- либо параметра могут быть обусловлены сразу несколькими неполадками. В частности, повышенное потребление топлива случается из-за неисправностей в кривошипно¬шатунном либо газораспределительном механизме, из-за неполадок в системе зажигания, а также при наличии некоторых неисправностей подвески. Результаты диагностики в такой ситуации будут достоверными только тогда, когда точно известно техническое состояние каждого из названных узлов и агрегатов.
При диагностике системы питания работники автосервисов и СТО нередко «разводят на деньги» своих клиентов. Подобное мошенничество базируется на том, что кислородный датчик может оказывать существенное влияние на экономичность потребления топлива автомобилем. Исправность этого прибора водитель самостоятельно проверить не может, если только не является большим докой в устройстве современного автомобиля.
Когда клиент на СТО жалуется, что его автомобиль стал в последнее время слишком «прожорлив», ему сразу же предлагают пройти диагностику. Стоимость такой процедуры зависит от конкретной СТО, но в среднем она составляет порядка $15–20. Результат проверки почти всегда один и тот же: строгим тоном, не терпящим возражений, клиенту заявляют, что в его машине неисправен датчик кислорода. В наличии таких датчиков, само собой, сейчас нет, поэтому придется заказывать новый из-за границы. На робкий вопрос клиента относительно цены нового кислородного датчика механик авторитетно заявляет: «Вообще-то это дорого, но для вас сделаем всего за $350».
Расчет в данном случае простой: подавляющее большинство клиентов не пожелают выкладывать такую сумму за датчик кислорода и просто смирятся с возросшей «прожорливостью» своего автомобиля. Деньги, уплаченные за диагностику, разумеется, вам никто не вернет. На такой псевдо-диагностике в настоящее время делается очень неплохой «навар». Стоит ли говорить о том, что на самом деле неисправность, ставшая причиной высокого потребления топлива, может заключаться совершенно в другом, и устранить ее можно быстро и недорого. Вот только заниматься этим работники российских автосервисов не хотят: куда проще «содрать» с клиента $350, чем чинить его машину за меньшие деньги.
На вопрос клиента, что именно стало причиной выхода из строя кислородного датчика, может последовать много ответов: здесь и плохое качество российского топлива (об этом наши соотечественники знают чуть ли не с детского сада), и этилированный бензин, из-за которого датчик приходит в негодность практически сразу же, и морозные российские зимы и т. п. Практически все эти утверждения в большинстве случаев не имеют ничего общего с реальностью, иначе все автомобилисты в России ездили бы с неисправными датчиками либо меняли эти датчики едва ли не каждую неделю.
Конечно, никто не берется утверждать, что датчик кислорода не влияет на потребление топлива. Иногда он действительно является виновником его повышенного расхода, причем в исправном состоянии. Вот наиболее простой пример: в автомобиле поврежден воздухопровод и имеет место нештатный подсос воздуха. В таком случае кислородный датчик распознает лишний воздух как слишком бедную рабочую смесь и добавляет в нее топливо, чтобы довести до кондиции.
Как же определить, имеется ли в машине нештатный подсос воздуха?
Это несложно. Возьмите обыкновенный аэрозоль, содержащий горючую смесь (они обычно используются для промывки карбюратора), заведите мотор и направьте из баллончика струю в то место, в котором, как вы подозреваете, имеется нештатное проникновение воздуха. Если ваши подозрения подтвердятся, то у двигателя самопроизвольно повысятся обороты (поскольку через место, куда обычно попадает лишний воздух, сейчас проникает струя горючей смеси из аэрозоля).
Повышенный расход топлива на современных автомобилях, оборудованных электронной системой зажигания, может быть обусловлен неправильным выставлением датчика положения дроссельной заслонки. В таком случае компьютер будет воспринимать ошибочную информацию как верную, что может повлечь за собой неправильное приготовление рабочей смеси, а также смещение угла опережения зажигания. В конечном счете это приведет к нарушению работы двигателя на холостом ходу (мотор может работать нестабильно, либо холостые обороты могут быть повышенными и др.).
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
- Порше 911 : обзор,описание,фото,видео,характеристики.
- Шумоизоляция автомобиля: нужна ли?
- Вспомогательная тормозная система: назначение и виды
- Ниссан Кашкай 2020 года: комплектации,цены,фото,характеристики,обзор,описание
- Королевский автопарк в Иордании
- Фольксваген Террамонт 2019 года: описание,обзор,фото,видео,комплектация
- 12 грузовиков, которые являются гордостью российского автопрома
- Можно ли обгонять поливальную машину и будет ли за это штраф?
- Дилер АГАТ на Комсомольском
- 12 новых и обновленных кроссоверов от Hyundai
- Бмв е53 обзор,технические характеристики,рестайлинг,отзывы,фото,видео.
- 8 Первопроходцев, которые изобрели автомобили
Посмотрите на внутреннее сгорание в действии с этим прозрачным двигателем [видео] — Новости — Автомобиль и водитель
Искаженное восприятие
В большинстве современных автомобилей используется четырехтактный поршневой двигатель. Однако объяснить, как они работают, может быть сложно, а поскольку они обычно строятся из металла, трудно увидеть, что происходит. Люди из Warped Perception придумали умное решение этой проблемы, построив головку блока цилиндров из прозрачного пластика.
На видео ниже команда устанавливает нестандартную головку на одноцилиндровый поршневой двигатель Briggs & Stratton и запускает его, снимая в суперзамедленном режиме. В результате вы можете четко видеть каждый этап процесса, когда двигатель проходит свой цикл.
На виде сверху на этот двигатель видны четыре части. Слева находится поршень, большой цилиндр, который движется вверх и вниз. Справа находятся впускной и выпускной клапаны вверху и внизу соответственно.Прямо между ними находится свеча зажигания, которая воспламеняет топливо.
Это четырехтактный двигатель, что означает, что полный цикл состоит из четырех ступеней. Шаг первый — открытие впускного клапана, подача топлива и воздуха в камеру, в то время как поршень движется вниз. На втором этапе поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. На третьем этапе топливо воспламеняется, и сила сгорания снова толкает поршень вниз. И, наконец, на четвертом шаге поршень движется вверх, вытесняя отработанную смесь через открытый выпускной клапан.
Так должен работать простой поршневой двигатель. Конечно, так бывает не всегда. Команда Warped Perception экспериментирует с использованием изопропилового спирта и ацетилена в качестве топлива вместо бензина, и двигатель явно не заботится об этом.
Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
Версия этой истории впервые появилась на Popular Mechanics.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Замедленная съемка двигателя внутреннего сгорания — это захватывающий танец пламени
Ежедневно по дорогам мира проезжает более 1 миллиарда автомобилей, и почти все они используют двигатели внутреннего сгорания (ДВС) для создания сила, которая вращает их колеса.И хотя мы надеемся, что в скором времени полностью электрические автомобили начнут превосходить по численности автомобили с ДВС, все равно приятно наблюдать, как буквально взрыв выполняет механическую работу. Особенно super slow-mo работает.
Дестин из SmarterEveryDay Сэндлин отправился в Циннаминсон, штат Нью-Джерси ( мммммм булочки Cinnaminson ), чтобы посмотреть свой последний видеоролик вместе с командой, стоящей за каналом 805RoadKing на YouTube. Почему? Потому что у них двигатель внутреннего сгорания с прозрачной крышкой.А когда прозрачный двигатель внутреннего сгорания встречается с камерой сверхзамедленной съемки, происходят волшебные вещи. Сандлин показывает в суперзамедленной съемке принцип работы четырехтактного двигателя. Ход двигателя — это четыре различные фазы механического / химического процесса, который представляет собой непрерывное движение вверх и вниз, которое с помощью ряда шестерен преобразуется в движение вперед, так что ваш автомобиль, грузовик или квадроцикл SHERP могут двигаться вперед. .
Sandlin предоставляет очень четкую диаграмму четырех тактов, которая включает такт впуска, такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска:
Что совершенно поразительно, так это то, что внутри транспортного средства с ДВС, которое может быть где угодно от 1 до 16 цилиндров этот процесс происходит сотни раз в секунду.В случае с чем-то вроде Ariel Atom полный четырехтактный цикл может происходить примерно 5300 раз в минуту, что составляет половину красной линии Atom в 10 600 об / мин. (Число оборотов уменьшается вдвое, потому что два оборота коленчатого вала автомобиля равны одному циклу полного хода.)
Что вы думаете о волшебном механическом процессе, которым являются двигатели внутреннего сгорания? Собираетесь ли вы теперь по-другому относиться к какофонии взрывов под капотом вашего автомобиля? Дайте нам знать в комментариях ниже!
Изображения: SmarterEveryDay
Классные ресурсы | Видео-вопросы о двигателе внутреннего сгорания
Резюме
В этом упражнении студенты будут смотреть видео и отвечать на связанные вопросы о механических и химических обработках, используемых в двигателе внутреннего сгорания.Кроме того, они узнают о реакциях и типах топлива, а также об истории и развитии двигателя внутреннего сгорания.
Grade Level
High School (Средняя школа
)
Цели
К концу этого упражнения учащиеся должны уметь
- Опишите реакцию горения.
- Понять, как энергия создается в реакции сгорания и используется в двигателе внутреннего сгорания.
- Укажите некоторые общие компоненты источников углеводородного топлива, используемых в транспортных средствах.
- Опишите основные различия между бензином и дизельным топливом.
Темы химии
Это задание помогает учащимся понять
- Энергия и термодинамика
- Тепло
- Экзотермический и эндотермический
- Газы
- Реакция горения
- Полимеры
- Молекулярная структура
Время
Подготовка учителя : минимальная
Урок : 10 минут
Материалы
Безопасность
- Никаких специальных мер предосторожности не требуется при выполнении этой деятельности.
Заметки для учителя
- Видеоролик «Двигатель внутреннего сгорания» был разработан в рамках проекта группы по написанию статей AACT-Ford, Chemistry of Cars c , спонсируемого Ford Motor Company. Всю серию видео можно найти здесь.
- Кроме того, участники, пишущие материалы, разработали 19 планов уроков, связанных с темой «Химия автомобилей». Вы можете узнать больше об этом проекте, прочитав статью из сентябрьского выпуска Chemistry Solutions за сентябрь 2016 г., написанную ведущим преподавателем, участвовавшим в этом проекте.
- Продолжительность этого видео составляет примерно четыре минуты.
- Это видео предназначено для просмотра учащимися, а учителя — для включения в свою учебную программу.
- Вопросы / ответы учащихся представлены на видео в последовательном порядке.
- Также предоставлен ключ ответа для справки учителя.
- Видео можно демонстрировать с помощью проектора в классе, или учителя могут создавать пропуск ученика через членство в AACT, чтобы ученики могли независимо получать доступ к видео.
Понимание двигателя внутреннего сгорания — видео обезьяны
Опубликовано: 16.06.2009
Просмотров: 108,756
Адам Кемп, директор лаборатории энергетических систем в Высшей школе науки и технологий Томаса Джефферсона, обсуждает, как работает двигатель внутреннего сгорания.
Адам Кемп: Привет, я Адам Кемп, директор лаборатории энергетических систем в Высшей школе науки и технологий Томаса Джефферсона, и сегодня я собираюсь показать вам, как работает двигатель внутреннего сгорания.Для начала я собираюсь дать вам краткий обзор как двухтактного, так и четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Мы собираемся рассмотреть отдельные подсистемы, составляющие двигатель, включая электрическую систему, топливную систему, любую из механических систем, стоящих за ней, и общий обзор самого двигателя. Наконец, мы собираемся заправить топливом, заправить и затем запустить двигатель. В качестве сегодняшнего двигателя я собираюсь использовать двигатель Tecumsah Go-Kart мощностью шесть лошадиных сил. Некоторые из инструментов, которые вам понадобятся для разборки, а затем повторной сборки двигателя, включают следующие.Нам понадобится шлицевая отвертка, крестообразные отвертки подходящего размера, торцевые отвертки подходящего размера, трещотки и головки, гаечные ключи с открытым зевом и на случай, если у вас застряла гайка или болт, пригодятся пневматические инструменты. У меня есть виниловый молоток, чтобы открепить застрявшие детали. У нас есть виниловые, нитриловые или латексные перчатки, чтобы держать руки в чистоте, и хорошая стопка бумажных полотенец, а затем, наконец, шестигранный ключ, чтобы удалить рокеры позже в видео. Специальные инструменты, такие как наш пневматический гайковерт, можно приобрести в любом местном хозяйственном магазине или магазине инструментов.Теперь, чтобы оставаться в безопасности при работе с двигателем внутреннего сгорания, некоторые материалы и жидкости внутри двигателя могут быть опасными. Поэтому, пожалуйста, надевайте защитные очки во время работы, используйте перчатки и работайте в хорошо вентилируемом помещении. Прежде чем вы начнете, я расскажу вам немного о себе. Я окончил Технологический институт Вирджинии со степенью бакалавра наук в области технологического образования в 2005 году и сразу же пошел преподавать в Высшей школе науки и технологий Томаса Джефферсона, обучая первокурсников.Сейчас я директор лаборатории энергетических систем и могу поиграть с двигателями и другими механизмами. Далее мы узнаем о двух разных типах двигателей внутреннего сгорания.
1
Понимание двигателя внутреннего сгорания
2
3
4
5
6
фактов о двигателях внутреннего сгорания для детей
Вы, вероятно, едете на своей машине каждый день в школу или на тренировку по футболу, но задумывались ли вы, что заставляет вашу машину двигаться? Мощный двигатель внутреннего сгорания под капотом лежит в основе характеристик вашего автомобиля.Секрет двигателя внутреннего сгорания — это просто сжигание бензина. Бензин имеет молекулы, состоящие из атомов водорода и углерода. Когда бензин воспламеняется, он смешивается с воздухом. Он расширяется, и одна молекула бензина становится множеством молекул. Мощный двигатель внутреннего сгорания под капотом — это основа производительности вашего автомобиля. Секрет двигателя внутреннего сгорания — это просто сжигание бензина.
Это расширение создает огромное давление и тепло. Давление заставляет поршни, прикрепленные к коленчатому валу, двигаться вверх и вниз с большой силой.Это движение вперед и назад заставляет колеса машины двигаться, и вуаля, вы движетесь!
Все о двигателях внутреннего сгорания: основные части двигателя внутреннего сгорания Интересные факты о двигателях внутреннего сгорания для детей- У автомобилей больше, чем один поршень и клапан. Чем больше поршней, тем больше мощность.
- Пушка — это очень простой тип двигателя внутреннего сгорания. Пушечное ядро упаковано в пушку вместе с порохом. Когда порох горит, он создает горячий газ и давление.Давление заставляет пушечное ядро вылетать из пушки со скоростью 200 миль в час.
- По мере того, как воздух попадает в двигатель, он проходит через воздушный фильтр, который избавляется от грязи и пыли.
- Свеча зажигания зажигает газ, поэтому он перемещает поршни.
- В космосе нет кислорода или воздуха, поэтому у ракет есть воздушный бак рядом с топливным баком.
- Внутреннее сгорание : горит внутри двигателя
- Ignite : светится огонь
- Молекула : мельчайшая частица чего-либо; содержит как минимум два атома
- Атом : мельчайшая часть химического элемента
- Давление : нарастающая сила
- Расширение : становится больше
- Пушка : большая пушка, ранее использовавшаяся в войнах
Посмотрите это потрясающее видео о двигателях внутреннего сгорания:
Трехмерное видео о рабочем цикле двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания Q&AВопрос 1 : Что произойдет, если двигатель станет слишком горячим?
Ответ 1 : Двигатели сильно нагреваются из-за расширяющегося топлива и нагнетательных поршней. Если они станут слишком горячими, они перегреются и сгорят. Радиатор пропускает охлаждающую жидкость, чтобы двигатель оставался холодным. Выхлопная система выпускает отработанное топливо.
Вопрос 2: Кто сделал первый автомобильный двигатель?
Ответ 2: Карлу Бенцу приписывают создание в 1886 году того, что мы знаем как современный автомобиль.Карл Бенц построил автомобиль Benz Patent-Motorwagen.
Вам понравился веб-сайт Easy Science for Kids все о двигателях внутреннего сгорания? Пройдите БЕСПЛАТНУЮ и веселую викторину о двигателях внутреннего сгорания и загрузите БЕСПЛАТНУЮ рабочую таблицу по двигателям внутреннего сгорания для детей. Для получения подробной информации нажмите здесь.
Двигатель с переменным сжатием Infiniti меняет двигатель внутреннего сгорания, каким мы его знаем
Какая одна из наиболее важных переменных, которую вы можете установить при создании двигателя? Это может быть долгая дискуссия, но сжатие, безусловно, является одним из основных.Это диктует не только то, сколько энергии вы производите, но и то, как вы можете это сделать; с наддувом или без него. В автомобильном двигателе внутреннего сгорания степень сжатия всегда является фиксированной. Некоторые современные двигатели могут на мгновение приоткрыть клапан во время такта сжатия, чтобы сбросить сжатие, но физически двигатель все еще работает, несмотря на тот же ход. Хотя этот метод сжигает меньше топлива, такая же энергия расходуется на ход поршня.
Но что, если бы вы могли перемещать глубину верхней мертвой точки (ВМТ) и нижней мертвой точки (НМТ) вверх и вниз в цилиндре, таким образом механически изменяя степень сжатия, регулируя объем цилиндра? Это то, что Nissan делает со своим четырехцилиндровым двигателем VC-T (Variable-Compression Turbo) в предстоящем 2018 Infiniti QX50.Это новый двигатель с переменным сжатием, в котором используется многорычажный вращающийся узел для регулировки от 8: 1 до 14: 1, в зависимости от необходимости.
Если вы не знаете, что такое QX50, то это потому, что хотродеры обычно не обращают внимания на еще один кроссовер с четырьмя фейерверками. Но этот прорыв усиливает аргументы в пользу двигателя внутреннего сгорания в будущем, поскольку Nissan / Infiniti утверждает, что это нововведение увеличивает топливную экономичность их турбодвигателя мощностью 256 л.с. на 27 процентов. При легком использовании он может повысить степень сжатия для повышения эффективности сгорания.Когда требуется больше мощности, двигатель может снизить степень сжатия, чтобы обеспечить большее давление наддува, давая двигателю невероятный контроль над своей выходной мощностью не только с помощью дроссельной заслонки, но и с помощью того, какую комбинацию сжатия и наддува он использует.
Как это сделать? На видео выше вы можете увидеть, что поршень и его шатун больше не движутся непосредственно на коленчатом валу, вместо этого они соединяются с рычагом, который прикреплен к коленчатому валу со сверхкоротким ходом поршня (который по форме начинает напоминать распределительный вал) в центре. .Точка опоры рычага регулируется с помощью внешнего двигателя и двух кривошипов, которые вы видите в правом нижнем углу.
Посмотреть все 7 фотографийЧасть 14 — это эксцентриковый вал, на котором установлен зеленый шатун на видео, который регулирует привод (в основном часть 19-28), изменяя точку опоры рычага, на котором движется поршень, что, по сути, регулирует ВМТ и НМТ. поршня. В отчетах говорится, что двигатель с турбонаддувом объемом 2,0 л будет производить не менее 265 единиц, что довольно впечатляет, учитывая рабочий объем двигателя.Вдобавок они утверждают, что это только увеличивает вес двигателя на 22 фунта по сравнению с сопоставимым четырехцилиндровым двигателем. Это также делает его очень близким к VQ V6 от Nissan / Infiniti, и при этом, несомненно, обеспечивает превосходную экономию топлива.
С целью достижения 2025 г. CAFE 54,5 миль на галлон автопроизводители делают все, что в их силах, из каждого пробега. Гибриды, электромобили, водородные автомобили и природный газ — все это короткие шаги, но все они опираются на традиционную конструкцию поршня и коленчатого вала, в то время как другие стремятся полностью исключить ее из уравнения.За исключением Wankel Rotory, это одно из самых радикальных отклонений от нормы в истории автомобилестроения и первое в отрасли; и это один из немногих, кто стремится выжать еще большую эффективность из обычного перекачиваемого газа.
«Технология VC-T — это шаг вперед для Infiniti, — сказал Роланд Крюгер, президент Infiniti Motor Company. «Это следующий революционный шаг в оптимизации КПД двигателя внутреннего сгорания. Этот технологический прорыв обеспечивает мощность высокопроизводительного 2.0-литровый бензиновый двигатель с турбонаддувом и одновременно высокий КПД. «
Просмотреть все 7 фотографий Просмотреть все 7 фотографий Просмотреть все 7 фотографий| 1 | Lec 1: Двигатели внешнего и внутреннего сгорания, компоненты двигателя, двигатели SI и CI | Загрузить | |||||
| 2 | Lec 2: четырехтактные и двухтактные двигатели | Загрузить | |||||
| 3 | Lec 3: Классификация двигателей внутреннего сгорания | Загрузить | |||||
| 4 | Lec280 | Рабочие характеристики двигателя | Загрузить | ||||
| 5 | Lec 5: Otto, Diesel and Dual cycle | Download | |||||
| 6 | Lec 6: Otto, Diesel and Dual cycle (продолжение.) | Загрузить | |||||
| 7 | Lec 7: Отто, дизельные и двойные циклы (продолжение) | Загрузить | |||||
| 8 | Lec 8: Сравнение циклов, фактические циклы и их анализ | Загрузить | |||||
| 9 | Lec 9: Карбюратор, требования к смеси | Загрузить | |||||
| 10 | Lec 10: Карбюратор, требования к смеси (продолж.) | Загрузить | |||||
| Leling 11 | крейсерский режим и диапазон мощностиЗагрузить | ||||||
| 12 | Lec 12: холостой ход, крейсерский режим и диапазон мощности (продолжение.) | Загрузить | |||||
| 13 | Lec 13: Классификация, типы форсунок, система зажигания, аккумулятор и системы зажигания Magneto | Загрузить | |||||
| 14 | Lec 14: Системы впрыска двигателя SI | Загрузить | |||||
| 15 | Lec 15: Механическая и электронная системы впрыска | Download | |||||
| 16 | Lec 16: Аккумуляторные системы зажигания | Download | |||||
| 17 | Lec 17: Трение двигателя, системы смазки, силы на поршневой | Загрузить | |||||
| 18 | Lec 18: Смазочные масла, Термохимия топлива | Загрузить | |||||
| 19 | Lec 19: Моторные топлива IC — типы, требования и характеристики, Альтернативные виды топлива | Загрузить | |||||
| 20 | Lec 20: Сгорание в двигателях SI | Скачать | 9 0285|||||
| 21 | Lec 21: Сгорание в двигателях CI | Загрузите | |||||
| 22 | Lec 22: Система впрыска двигателя CI | Загрузите | |||||
| 23 | Lec 23: система впрыска CI) | Загрузить | |||||
| 24 | Lec 24: Теплопередача и распределение энергии | Загрузить | |||||
| 25 | Lec 25: Цетановое и октановое число, Системы охлаждения | Загрузить | |||||
| 26: Проблемы в двигателе внутреннего сгорания | Загрузить | ||||||
| 27 | Lec 27: Турбомашины, теория газовой турбины | Загрузить | |||||
| 28 | Lec 28: Газотурбинная электростанция открытого цикла, расположение двух валов | Загрузить | |||||
| 29 | Lec 29: замкнутый цикл, схема с несколькими золотниками, паровая электростанция | Загрузить | |||||
| 30 | Lec 30: Basic Thermodynamics | Загрузить | |||||
| Lec Цикл: Введение и общие отношения | Загрузить | ||||||
| 32 | Lec 32: Цикл Брайтона: Эффективность, рабочий коэффициент и оптимальные рабочие условия | Загрузить | |||||
| 33 | Lec 33: Цикл Брайтона с теплообменником / подогревателем | Загрузить | |||||
| 34 | Lec 34: Цикл Брайтона | ||||||
| 35 | Lec 35: Реальный цикл Брайтона, решенный пример для идеального цикла | Загрузить | |||||
| 36 | Lec 36: Решенные примеры для реального цикла Брайтона | Загрузить | |||||
| 37 | |||||||
| 37 Lec Введение и рабочие параметры силовой установки | Загрузить | ||||||
| 38 | Lec 38: Основы различных авиационных двигателей | Загрузить | |||||
| 39 | Lec 39: Eular Turbomachinary Equation | 40280 | Загрузить | Lec 40: Введение и анализ расхода центробежных компрессоров | 902 79 Download|||
| 41 | Lec 41: Термодинамический анализ центробежных компрессоров | Download | |||||
| 42 | Lec 42: Осевой компрессор: основы, треугольники скорости, TS-диаграмма и рабочее втягивание | Скачать | Скачать | 43 | Lec 43: Осевой компрессор: различные факторы, степень реакции и условия свободного завихрения | Загрузить | |
| 44 | Lec 44: Полный анализ газовой турбины с осевым потоком | Загрузить | |||||
| 45 | Lec 45: Решенные примеры для осевых компрессоров, центробежных компрессоров и турбины | Загрузить | |||||
| 46 | Lec 46: Турбина с радиальным потоком, решенный пример состояния свободного вихря | Загрузить | |||||
| 47 | Lezzles Диффузоры: Введение, Эффективность всасывания, Эффективность форсунки | Загрузить |