(Германия) Николаус Август Отто. Изобретатель упорно работал над конструкцией и добился более высокой эффективности, чем у имевшихся в то время паровозов.
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), безусловно, является самым популярным двигателем в мире. Двигатель внутреннего сгорания приводит в движение самолеты, корабли и лодки, локомотивы, сельскохозяйственную технику и, конечно же, автомобили. Двигатель внутреннего сгорания имеет большое значение в военных транспортных средствах. Давайте рассмотрим, как работает двигатель внутреннего сгорания.
Основные принципы действия ДВС
Основным элементом двигателя внутреннего сгорания является один или несколько металлических цилиндров, в которых сгорает топливо.
Внутри цилиндра находится поршень, диаметр которого немного меньше диаметра цилиндра, чтобы поршень мог свободно двигаться.
Поршень представляет собой полый металлический цилиндр, окруженный пружинными кольцами, которые вставляются в канавки в поршне (поршневые кольца). Поршневые кольца предназначены для предотвращения попадания продуктов сгорания в пространство между поршнем и стенками цилиндра. К поршню прикреплен металлический стержень («палец»), соединяющий поршень с шатуном. Шатун используется для передачи вертикальной силы от поршня к коленчатому валу. В верхней части цилиндра находятся два клапанных отверстия. Топливная смесь (топливо с воздухом) поступает через одно отверстие, а продукты сгорания выводятся через другое, выпускное отверстие.
Свеча зажигания расположена в верхней части цилиндра. В этой зоне топливная смесь воспламеняется от искры, образующейся между близко расположенными электродами свечи зажигания.
Первый поршневой двигатель был изобретен в 1807 году швейцарцем Франсуа Исааком де Ривазом.
Для чего нужен карбюратор
Карбюратор необходим для получения топливной смеси. Давайте посмотрим, как это работает.
Когда открыт только впускной клапан цилиндра и поршень движется по направлению к коленчатому валу, атмосферное давление выталкивает воздух через отверстие в разреженное пространство. Воздушный поток с большой скоростью проходит через форсунку (трубу карбюратора) и всасывает бензин. В результате образуется горючая смесь (пары бензина и воздух). Искра от свечи зажигания воспламеняет смесь, создавая микровзрыв, в результате которого горячие продукты сгорания (газы) расширяются в поршне, создавая полезную работу. Внутренняя энергия газовой смеси преобразуется в механическую энергию поршня. Поршень передает мощность через шатун на коленчатый вал, который создает крутящий момент и передает его на колеса (или гребной винт, корабельный винт и т.д.).
Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина
На этом уроке мы познакомимся с такими устройствами, как двигатель внутреннего сгорания и паровая турбина. Мы получим общее представление о принципе их работы.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам необходимо добавить его в свой личный кабинет.
2. Распространите видеоуроки среди своих учеников в личных кабинетах.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Конспект урока «Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина»
Одним из наиболее распространенных типов тепловых двигателей является двигатель внутреннего сгорания. Почти все современные автомобили оснащены двигателями внутреннего сгорания. Этот двигатель называется так потому, что топливо сгорает непосредственно в цилиндре, т.е. в двигателе.
Наиболее распространенным видом топлива является бензин, но также могут использоваться парафин, дизельное топливо или бензин (например, пропан или бутан, используемые в экспериментальных автомобилях).
Упрощенный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом: В нужный момент открывается клапан, и в цилиндре образуется смесь паров бензина и воздуха, которая воспламеняется и сгорает при сжатии. Часть газов — это отработанные газы, которые выходят через другой клапан, другая часть расширяется. В результате расширения увеличивается давление, и газы начинают работать, приводя в движение поршень и коленчатый вал.
Таким образом, энергия сгоревшего топлива преобразуется в механическую энергию.
Другим довольно распространенным типом теплового двигателя является паровая турбина. Принцип его работы несколько проще: на валу установлен диск, к краю которого прикреплены лопасти.
Пар из котла оказывает давление на лопасти, подобно тому, как ветер оказывает давление на парус и заставляет диск (а значит, и вал) вращаться. Такие турбины используются на электростанциях и на кораблях.
Для увеличения мощности обоих типов двигателей можно использовать не один, а несколько цилиндров или дисков для вращения одного и того же вала, что используется в современных машинах.
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Дополнительная скидка: 15% (только до 31 декабря)
К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курс «Инфорук»).
В настоящее время 55 035 учреждений имеют накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учебного заведения, войдите в личный кабинет Инфорурок.
«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»
2 слайдера Тепловые двигатели — это двигатели, в которых внутренняя энергия топлива преобразуется в механическую энергию. Цель урока: Познакомиться с устройством тепловых двигателей на примере двигателя внутреннего сгорания.
3 слайд Двигатель внутреннего сгорания — это очень распространенный тип теплового двигателя. Содержащееся в нем топливо сгорает непосредственно в цилиндре, в самом двигателе. Отсюда и происходит название двигателя.
В цилиндре через равные промежутки времени сжигается воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха. Температура продуктов сгорания составляет от 1600 до 1800 0°C.
4 Ползунок Давление в поршне резко возрастает. Газы расширяются и толкают поршень и, соответственно, коленчатый вал, производя механическую работу. Конечные положения поршня в цилиндре называются мертвыми точками. Расстояние, которое проходит поршень от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. Рабочий цикл в двигателе состоит из четырех движений поршня или, как говорят, четырех тактов (впуск, сжатие, ход, выпуск). Поэтому эти двигатели также называют четырехтактными.
5 Слайд Структура двигателя внутреннего сгорания
1,2 — клапаны 3 — поршень 4 — шатун 5 — коленчатый вал 6 — маховик 7 — свеча зажигания
6 Слайд Работа двигателя внутреннего сгорания. Когда вал двигателя вращается в начале первого такта, поршень движется вниз. Объем над поршнем увеличивается. Это создает вакуум в цилиндре. В этот момент открывается клапан 1, и горючая смесь поступает в цилиндр. В конце первого такта цилиндр заполняется топливной смесью, и клапан 1 закрывается.
7 Слайд Функционирование двигателя внутреннего сгорания. Пока вал продолжает вращаться, поршень движется вверх (второй ход) и сжимает топливную смесь. В конце второго такта, когда поршень достигает верхнего положения, сжатая топливная смесь воспламеняется (с помощью электрической искры) и быстро сгорает.
Слайд 4 Среди паровых машин того времени была и более удачная
Пожарная машина» французского изобретателя Дени Папена, сочетающая в одном устройстве паровой котел и рабочий цилиндр с поршнем. Первоначально Папен построил пороховой двигатель в 1674 году на основе идеи Христиана Гюйгенса, которая основывалась на воспламенении пороха в цилиндре и движении поршня в цилиндре под действием пороховых газов. Когда избыточный газ выходит из цилиндра через клапан, а оставшийся газ охлаждается, в цилиндре создается частичный вакуум, и поршень возвращается в исходное положение под действием атмосферного давления. Эта машина была не очень удачной, но она натолкнула Папена на светлую мысль заменить порох водой. А в 1698 году он построил паровой двигатель.
Слайд 5 Ньюкомен Томас (кузнец) в 1705 совместно с лудильщиком Дж.
Коули построил паровой насос, попытки усовершенствования которого заняли около 10 лет, прежде чем он заработал должным образом (1712). В этой системе двигатель соединен с насосом. Ньюкомен не мог запатентовать свое изобретение, поскольку паровой лифт уже был запатентован в 1698 году Т. Свери, с которым Ньюкомен позже сотрудничал. Паровая машина Ньюкомена не была машиной общего назначения и могла работать только как насос. Однако Ньюкомену принадлежит заслуга в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для производства механической работы.
Первый паровой двигатель был установлен в угольной шахте в Стаффордшире в 1712 году.
Слайд 6 В 1768 г. он подал прошение о патенте на
Его изобретение. В 1769 году он получил патент, но прошло много времени, прежде чем он смог построить паровой двигатель. И только в 1776 году при финансовой поддержке доктора Ребека, основателя первого железоделательного завода в Шотландии, паровая машина Уатта была построена и успешно испытана.
В 1781 году Джеймс Уатт получил патент на изобретение второй модели своего двигателя. В 1782 году был построен этот чудесный двигатель, «первый универсальный паровой двигатель двойного действия».
Универсальный, двойного действия, непрерывно вращающийся паровой двигатель с двумя энергиями (паровая машина Уатта) получил широкое распространение и сыграл важную роль в переходе к механическому производству.
Слайд 91. впуск
Непрерывно вращающийся паровоз Уатта (паровая машина Уатта) был очень популярен и сыграл важную роль в переходе к механическому производству. Сжатие рабочего тела ускоряет процесс сгорания и тем самым позволяет полностью использовать тепло, выделяемое в цилиндре при сгорании.
Двигатели внутреннего сгорания строятся с максимально возможной степенью сжатия, которая достигает значения 10-12 в случае принудительного воспламенения смеси, в то время как она находится в диапазоне 14-22 при принципе самовоспламенения топлива.
Слайд 113. В процессе сгорания происходит окисление топлива кислородом воздуха, входящего в
Состав смеси, который значительно повышает давление в поршневой полости.
В рассматриваемой здесь системе смесь поджигается в соответствующее время вблизи ИВТ внешним источником с помощью высоковольтной электрической искры (около 15 кВ). Для подачи искры в цилиндр используется свеча зажигания, вкрученная в головку цилиндра.
В двигателях, в которых топливо воспламеняется за счет тепла предварительно сжатого воздуха, свеча зажигания не нужна. Эти двигатели оснащены специальной форсункой, которая впрыскивает топливо в цилиндр в нужное время.
Слайд 124. В процессе выпуска поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и
Второй клапан, который открывается в этот момент, выталкивает выхлопные газы из цилиндра. Продукты сгорания остаются исключительно в камере сгорания, откуда они не могут быть вытеснены поршнем. Непрерывная работа двигателя обеспечивается последующим повторением рабочих циклов.
Процессы подготовки горючей смеси к сгоранию в цилиндре и выпуска продуктов сгорания из цилиндра осуществляются в одноцилиндровых двигателях за счет движения поршня с запасом энергии маховика на рабочий ход.
В многоцилиндровых двигателях вспомогательные движения отдельных цилиндров осуществляются за счет работы других (соседних) цилиндров. По этой причине эти двигатели в принципе могут работать без маховика.
Для упрощения исследования рабочий цикл различных двигателей разделен на процессы или, наоборот, процессы рабочего цикла сгруппированы в соответствии с положением поршня относительно мертвых точек цилиндра. Это позволяет рассматривать все процессы в поршневых двигателях в связи с движением поршня, что более удобно.
