Реферат: Двигатели внутреннего сгорания
Доклад на тему:
Двигатели внутреннего сгорания.
Доклад подготовил:
ученик ___ класса
школы № ___
Ф.И.О.
г. Нижний Новгород 2002 год.
Один из самыхраспространенных двигателей – двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Егоустанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные и т.д., во всём миренасчитывается сотни миллионы таких двигателей. Существует два вида двигателейвнутреннего сгорания – бензиновые и дизельные.
Бензиновые ДВСработают на жидком горючем (бензине,керосине и т.п.) или на горючем газе (сохраняемом в сжатом виде в стальныхбаллонах). Проектируют двигатели где горючим будет водород.
Основная часть ДВС – один или несколько цилиндров,внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.
Внутри цилиндра движется поршень – металлическийстакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными вканавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся присгорании топлива, в в промежутке между поршнем и стенкамицилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем – пальцем, он соединяетпоршень с шатуном. Шатун передаёт движения поршня коленчатому валу.
Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами,закрытыми клапанами. Через один из каналов – впускной, подаётся горючая смесь,через другой – выпускной, удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндрапомещается свеча – приспособление для зажигания горючей смеси посредствомэлектрической искры.
Наибольшее распространение получил четырёхтактный двигатель.Рассмотрим его работу. 1-ый такт – впуск (всасывание). Поршень, двигаясь вниз,засасывает горючую смесь. 2-ой такт – сжатие. Впускной клапан закрывается,поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается.3-ий такт – рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения, смесьподжигается электрической искрой свечи, сила давления газов раскалённыхпродуктов горения – толкает поршень вниз. Движение поршня передаётсяколенчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа.Произведя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление вцилиндре падает почти до атмосферного. 4-ый такт – выпуск (выхлоп). Открываетсявыпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушительв атмосферу.
Из четырёх тактов двигателя только один, третий, — рабочий. Поэтомудвигатель снабжают моховиком, инерционным двигателем, запасающим энергию, засчёт которой коленчатый вал вращается в течении остальных тактов. Отметим, чтоодноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах дляболее равномерной работы ставят 4, 6, 8и более цилиндров на общем валу. Двигатели с цилиндрами, установленными в видезвезды вокруг одного вала, получили название звездообразных. Мощностьзвездообразных двигателей достигает 4 МВт. Используют их главным образом вавиации.
Дизельные– другой тип двигателей внутреннего сгорания. Воспламенение в егоцилиндрах происходит при впрыскивании топлива в воздух, предварительно, сжатыйпоршнем и, следовательно, нагретый до высокой температуры. Этим он отличаетсяот бензинового топлива внутреннего сгорания, в котором используется особоеустройство для воспламенения топлива.
Первый дизельный двигательбыл собран в 1897 г. немецким инженеромР. Дизелем и получил название от его имени.
Конструктивно дизель мало чем отличается от бензинового двигателявнутреннего сгорания. На рисунке видно, что у него есть цилиндр, поршеньклапаны. И принцип действия дизеля тот же. Но есть и отличия: в головкецилиндра находится топливный клапан – форсунка. Назначение её - вопределённые фазы вращения коленчатого вала впрыскивать топливо в цилиндр.Клапаны, топливный насос, питающий форсунку, получают движение отраспределительного вала, который, в свою очередь, приводится в движение отколенчатого вала двигателя.
Пусть начальным положением будет верхняя мёртвая точка. При движениипоршня вниз (1-ый такт) открывается впускной клапан, через который засасываетсявоздух. Впускной клапан при обратном ходе поршня закрывается и в продолжениивсего 2-го такта остаётся закрытым.
В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателевнутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия вдизелях в 2-2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатияподнимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В моментподхода поршня в верхнюю мёртвую точку начинается подача топлива из форсунки.Попадая в горячий воздух, мелко распыленное топливо самовозгорается. Сгорание топлива (3-ем такте) происходит не сразу, как вбензиновых двигателях внутреннего сгорания, а постепенно, в продолжении некоторой части хода поршнявниз, объем пространства в цилиндре, где топливо сгорает, увеличивается.Поэтому давление газов во время работы форсунки остаётся постоянным.
Когда поршень возвращается в нижнюю мёртвую точку, открывается впускнойклапан, и давление газов сразу падает, после чего заканчивается 4-ый такт, поршень возвращается в верхнююмёртвую точку. Далее цикл повторяется.
Дизель относится к более экономичным тепловым двигателям (КПД достигает44%), онработает на дешевых видах топлива. Сконструированы и собраны двигатели мощностьюдо 30 000 КВт. Дизели используются главным образом на судах, тепловозах,тракторах, грузовиках (в последнее время стали выпускать легковые машины надизелях), передвижных электростанциях.
Список литературы:
Энциклопедический словарьюного техника 1988 г.
Б.В. Зубков, С.В. Чумаков.
<span Arial Narrow",«sans-serif»">