Презентація на тему шкоди двигунів внутрішнього згоряння. Презентація "двигуни внутрішнього згоряння". Нерозділена камера згоряння

створення..

Історія створення

Етьєн Ленуар (1822-1900)

Етапи розвитку ДВЗ:

1860 р. Етьєн Ленуар винайшов перший двигун, який працював на світильному газі

1862 р. Альфонс Бо Де Роша запропонував ідею чотиритактного двигуна. Проте свою ідею здійснити не зумів.

1876 ​​р. Ніколаус Август Отто створює чотиритактний двигун Роше.

1883 Даймлер запропонував конструкцію двигуна, який міг працювати як на газі, так і на бензині

Карл Бенц винайшов самохідний триколісний візок на основі технологій Даймлера.

До 1920 р. ДВС стають лідируючими. екіпажі на паровій та електричній тязі стали великою рідкістю.

Август Отто (1832-1891)

Карл Бенц

Історія створення

Триколісний візок, винайдений Карлом Бенцом

Принцип дії

Чотирьохтактний двигун

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряннявідбувається за 4 ходи поршня (такту), тобто за 2 обороти колінчастого валу.

Розрізняють 4 такти:

1 такт – впуск (горюча суміш із карбюратора надходить у циліндр)

2 такт - стиск (клапани закриті і суміш стискається, в кінці стиснення суміш займається електричною іскрою і відбувається згоряння палива)

3 такт – робочий хід (відбувається перетворення тепла, отриманого від згоряння палива, механічну роботу)

4 такт - випуск (відпрацьовані гази витісняються поршнем)

Принцип дії

Двотактний двигун

Існує також двотактний двигун внутрішнього згоряння. Робочий цикл двотактного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряння здійснюється за два ходи поршня або за один оберт колінчастого валу.

1 такт 2 такт

На практиці потужність двотактного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряння часто не перевищує потужність чотиритактного, але виявляється навіть нижче. Це зумовлено тим, що значна частина ходу (20-35%) поршень робить при відкритих клапанах

ККД двигуна

ККД двигуна внутрішнього згоряння малий і приблизно становить 25% - 40%. Максимальний ефективний ККДнайбільш досконалих ДВЗ близько 44%. Тому багато вчених намагаються збільшити ККД, а також і при цьому саму потужність двигуна.

Способи збільшення потужності двигуна:

Використання багатоциліндрових двигунів

Використання спеціального палива (правильного співвідношення суміші та роду суміші)

Заміна частин двигуна ( правильних розмірів складових частин, що залежать від роду двигуна)

Усунення частини втрат теплоти перенесенням місця спалювання палива та нагрівання робочого тіла всередину циліндра

ККД двигуна

Ступінь стиснення

Одною з найважливіших характеристикдвигуна є його ступінь стиснення, який визначається наступним чином:

e V 2 V 1

де V2 і V1 - обсяги на початку та в кінці стиснення. Зі збільшенням ступеня стиснення зростає початкова температура горючої суміші наприкінці такту стиснення, що сприяє повнішому її згорянню.

Різновиди ДВС

Двигуни Внутрішнього Згоряння

Основні компоненти двигуна

Будова яскравого представника ДВЗ – карбюраторного двигуна

Остів двигуна (блок-картер, головки циліндрів, кришки підшипників колінчастого валу, масляний піддон)

Механізм руху(поршні, шатуни, колінчастий вал, маховик)

Механізм газорозподілу(кулачковий вал, штовхачі, штанги, коромисла)

Система мастила (масло, фільтр грубої відчистки, піддон)

рідинна (радіатор, рідина, ін.)

Система охолодження

повітряна (обдув потоками повітря)

Система живлення (паливний бак, паливний фільтр, карбюратор, насоси)

Основні компоненти двигуна

Система запалювання(джерело струму – генератор та акумулятор, переривник + конденсатор)

Система пуску (електричний стартер, джерело струму – акумулятор, елементи дистанційного керування)

Система впуску та випуску(трубопроводи, повітряний фільтр, глушник)

Карбюратор двигуна

1 слайд

2 слайд

Двигун внутрішнього згоряння (скорочено ДВЗ) – це пристрій, у якому хімічна енергія палива перетворюється на корисну механічну роботу. ДВС класифікують: За призначенням - поділяються на транспортні, стаціонарні та спеціальні. За родом палива - легкі рідкі (бензин, газ), важкі рідкі ( дизельне паливо). За способом утворення горючої суміші - зовнішнє (карбюратор) і внутрішнє у дизельного ДВЗ. За способом займання (іскра чи стиск). По числу та розташування циліндрів поділяють рядні, вертикальні, опозитні, V-подібні, VR-подібні та W-подібні двигуни.

3 слайд

Елементи ДВС: Циліндр Поршень - рухається всередині циліндра Клапан упорскування палива Свічка - робить запалювання палива всередині циліндра Клапан випуску газу Колінчастий вал - розкручується поршнем

4 слайд

Цикли роботи поршневих ДВЗ Поршневі двигуни внутрішнього згоряння класифікуються за кількістю тактів у робочому циклі на двотактні та чотиритактні. Робочий цикл у поршневих двигунах внутрішнього згоряння складається з п'яти процесів: впуску, стиснення, згоряння, розширення та випуску.

5 слайд

6 слайд

1. У процесі впускання поршень переміщається від верхньої мертвої точки(в.м.т.) до нижньої мертвої точки (н.м.т.), а звільняється надпоршневий простір циліндра заповнюється сумішшю повітря з паливом. Через різницю тисків у впускному колекторі і всередині циліндра двигуна при відкритті впускного клапана суміш надходить (всмоктується) в циліндр

7 слайд

2. У процесі стиснення обидва клапани закриті та поршень, переміщаючись від н.м.т. до в.м.т. і зменшуючи обсяг надпоршневої порожнини, стискає робочу суміш (загалом робоче тіло). Стиснення робочого тіла прискорює процес згоряння і зумовлює можливу повноту використання тепла, що виділяється при спалюванні палива в циліндрі.

8 слайд

3. У процесі згоряння відбувається окислення палива киснем повітря, що входить до складу робочої суміші, внаслідок чого тиск надпоршневої порожнини різко зростає.

9 слайд

4. У процесі розширення розжарені гази, прагнучи розширитися, переміщують поршень від м.т. до н.м.т. Робиться хід поршня, який через шатун передає тиск на шатунну шийку колінчастого валу і провертає його.

10 слайд

5. У процесі випуску поршень переміщається від н. до в.м.т. і через другий клапан, що відкривається до цього часу, виштовхує відпрацьовані гази з циліндра. Продукти згоряння залишаються лише в об'ємі камери згоряння, звідки їх не можна витіснити поршнем. Безперервність роботи двигуна забезпечується наступним повторенням робочих циклів.

11 слайд

12 слайд

Історія автомобіля Історія автомобіля почалася ще в 1768 році разом із створенням паросилових машин, здатних перевозити людину. У 1806 році з'явилися перші машини, що рухаються двигунами внутрішнього згоряння на англ. пальному газі, що призвело до появи в 1885 році газолінового або бензинового двигуна внутрішнього згоряння, що повсюдно використовується.

13 слайд

Винахідники-першопрохідці Німецький інженер Карл Бенц, винахідник безлічі автомобільних мобільних технологій, вважається винахідником і сучасного автомобіля.

14 слайд

Карл Бенц У 1871 році спільно з Августом Ріттером організував механічну майстерню в Мангеймі, отримав патент на двотактний бензиновий двигун, Незабаром їм були запатентовані системи майбутнього автомобіля: акселератор, систему запалювання, карбюратор, зчеплення, коробку передач та радіатор охолодження.

Дослідницька робота на тему "Історія розвитку двигунів внутрішнього згоряння"

Підготував учень

11 класу

Попов Павло

Цілі проекту:

• вивчити історію створення та розвитку двигунів внутрішнього згоряння;
• розглянути різні типи ДВЗ;
• вивчити сфери застосування різних ДВЗ

ДВС

Двигун внутрішнього згоряння (ДВС) – тепловий двигун, у якому хімічна енергія палива, що згоряє у робочій порожнині, перетворюється на механічну роботу.

Внутрішню енергію мають всі тіла – земля, каміння, хмари. Проте витягти їхню внутрішню енергію досить важко, а часом і неможливо.

Найбільш легко на потреби людини може бути використана внутрішня енергія лише деяких, образно кажучи, "горючих" та "гарячих" тіл.

До них відносяться: нафта, вугілля, гарячі джерела поблизу вулканів, теплі морські течії тощо. Застосування двигунів внутрішнього згоряння надзвичайно різноманітне: вони надають руху

літаки, теплоходи, автомобілі, трактори, тепловози. Потужні двигунивнутрішнього згоряння встановлюють на річкових та морських судах.

За родом палива двигуни внутрішнього згоряння поділяються на двигуни рідкого палива та газові.

За способом заповнення циліндра свіжим зарядом - на 4-тактні та 2-тактні.

За способом приготування горючої суміші з палива та повітря - на двигуни із зовнішнім та внутрішнім сумішоутворенням.

Потужність, економічність та інші характеристики двигунів постійно покращуються, але основний принцип дії залишається незмінним.

У двигуні внутрішнього згоряння паливо згоряє всередині циліндрів і теплова енергія, що виділяється при цьому, перетворюється на механічну роботу.

Перший двигун винайшов у 1860 році французький механік Етьєн Ленуар (1822-1900). Робочим паливом у двигуні служила суміш світильного газу (горючі гази переважно метан і водень) і повітря. Конструкція мала всі основні риси майбутніх автомобільних двигунів: дві свічки запалювання, циліндром із поршнем двосторонньої дії, двотактний робочий цикл. Її коефіцієнт корисної дії становив всього 4 % тобто. лише 4% теплоти згорілого газу витрачалося на корисну роботу, інші 96% йшли з відпрацьованими газами.

Двигун Ленуара

Жан Жозеф Етьєн Ленуар

2-х тактний двигун

У цьому двигуні робочий хід відбувається вдвічі частіше.

1 такт впуск та стиск

2 такт робочий хід та випуск

Двигуни такого типу застосовуються на скутерах, моторних човнах, мотоциклах.

4-тактний двигун Отто

Ніколаус Серпень Отто

4-х тактний двигун

Схема роботи чотиритактного двигуна, цикл Отто 1. впуск 2. стиск 3. робочий хід 4. випуск

Двигуни такого типу застосовуються у машинобудуванні.

Карбюраторний двигун

Цей двигун – один з різновидів двигунів внутрішнього згоряння. Згоряння палива відбувається всередині двигуна і істотною його деталлю є карбюратор - пристрій для змішування бензину з повітрям у потрібних пропорціях. Творцем цього двигуна був Готліб Даймлер.

Протягом кількох років Даймлер довелося займатися удосконаленням двигуна. У пошуках ефективніших, ніж світильний газ, автомобільного палива Готліб Даймлер здійснивши 1881 поїздку на південь Росії, де ознайомився з процесами переробки нафти. Один із її продуктів, легкий бензин, виявився саме таким джерелом енергії, яке шукав винахідник: бензин добре випаровується, швидко і повністю згоряє, зручний для транспортування.

В 1886 Даймлер запропонував конструкцію двигуна, який міг працювати і на газі, і на бензині; всі наступні автомобільні двигуниДаймлер були розраховані тільки на рідке паливо.

Карбюраторний двигун

Готліб Вільгельм Даймлер

Перший варіант інжекторного двигуна з'явився наприкінці 1970-х.

У цій системі датчик кисню у випускному колекторі визначає повноту згоряння, а електронна схемавстановлює оптимальне співвідношення паливо/повітря. У паливній системі з зворотним зв'язкомсклад паливно-повітряної суміші контролюється та регулюється кілька разів на секунду. Ця система дуже подібна до системи карбюраторного двигуна.

Сучасний інжекторний двигун

Перший інжекторний двигун

Основні типи двигунів

Поршневий ДВЗ

Двигуни такого типу встановлюються на автомобілях різного класу, морських та річкових судах.

Основні типи двигунів

Роторний ДВЗ

Двигуни цього встановлюються на автомобілях різного типу.

Основні типи двигунів

Газотурбінний ДВС

Двигуни такого типу встановлюються на вертольотах, літаках та іншій військовій техніці.

Дизельний двигун

Одним із видів ДВС є дизельний двигун.

На відміну від бензинових ДВЗспалювання палива у ньому відбувається завдяки сильному стиску.

У момент стиснення відбувається уприскування палива, яке завдяки високому тиску згоряє.

В 1890 Рудольф Дизель розвинув теорію «економічного термічного двигуна», який завдяки сильному стиску в циліндрах значно покращує свою ефективність. Він одержав патент на свій двигун

Двигун Дизеля

Хоча Дизель і був першим, який запатентував такий двигун із запаленням від стиску, інженер на ім'я Екройд Стюарт висловлював раніше схожі ідеї. Але він не звернув уваги на саме велика перевага- Паливну ефективність.

У 20-х роках XX століття німецький інженер Роберт Бош удосконалив вбудований паливний насосвисокого тиску, пристрій, який широко застосовується і в наш час.

Затребуваний у такому вигляді високоспритний дизель став користуватися все більшою популярністю як силовий агрегатдля допоміжного та громадського транспорту

У 50 - 60-ті роки дизель встановлюється у великих кількостях на вантажні автомобіліта автофургони, а в 70-ті роки після різкого зростання цін на пальне, на нього звертають серйозну увагу світові виробники недорогих невеликих пасажирських автомобілів.

Найпотужніший у світі дизель, який встановлюється на морські лайнери.

Бензиновий двигун є досить неефективним і здатний перетворювати лише близько 20-30% енергії палива в корисну роботу. Стандартний дизельний двигун, однак, зазвичай має коефіцієнт корисної дії 30-40 %,

дизелі з турбонаддувом та проміжним охолодженням до 50 %.

Переваги дизельних двигунів

Дизельний двигун через використання упорскування високого тиску не висуває вимог до леткості палива, що дозволяє використовувати в ньому низькосортні важкі олії.

Іншим важливим аспектом, що стосується безпеки, є те, що дизельне нелетюче паливо (тобто легко не випаровується) і, таким чином, ймовірність спалаху у дизельних двигунів набагато менше, тим більше що в них не використовується система запалювання.

Основні етапи розвитку ДВЗ

• 1860 Е.Ленуар перший ДВС;
• 1878 Н. Отто перший 4х тактний двигун;
• 1886 В.Даймлер перший карбюраторний двигун;
• 1890 Р. Дизель створив дизельний двигун;
• 70-ті роки 20 століття - створення інжекторного двигуна.

Основні типи ДВЗ

• 2-х та 4-х тактні ДВС;
• бензинові та дизельні ДВС;
• поршневі, роторні та газотурбінні ДВС.

Сфери застосування ДВЗ

• автомобілебудування;
• машинобудування;
• кораблебудування;
• авіаційна техніка;
• військова техніка.

Слайд 1

Урок фізики у 8 класі

Слайд 2

Питання 1:
Яка фізична величина показує скільки енергії виділяється при спалюванні 1кг палива? Якою літерою її позначають? Питома теплота згоряння палива. g

Слайд 3

Питання 2:
Визначте кількість теплоти, що виділилася при згорянні 200 г бензину. g = 4,6 * 10 7дж / кг Q = 9,2 * 10 6дж

Слайд 4

Питання 3:
Питома теплота згоряння кам'яного вугілля приблизно 2 разу більше, ніж питома теплота згоряння торфу. Що це означає. Це означає, що для згоряння кам'яного вугілля потрібно в 2 рази більше теплоти.

Слайд 5

Двигун внутрішнього згоряння
Внутрішню енергію мають всі тіла - земля, цегла, хмари і так далі. Однак найчастіше витягти її важко, а часом неможливо. Найбільш легко на потреби людини може бути використана внутрішня енергія лише деяких, образно кажучи, "горючих" та "гарячих" тіл. До них відносяться: нафта, вугілля, теплі джерела поблизу вулканів тощо. Розглянемо один із прикладів використання внутрішньої енергії таких тіл.

Слайд 6

Слайд 7

Карбюраторний двигун.
карбюратор - пристрій для змішування бензину з повітрям у необхідних пропорціях.

Слайд 8

Основні Основні частини ДВЗ частини ДВЗ
1 – фільтр для всмоктуваного повітря, 2 – карбюратор, 3 – бензобак, 4 – паливопровід, 5 – бензин, що розпилюється, 6 – впускний клапан, 7 – запальна свічка, 8 – камера згоряння, 9 - випускний клапан, 10 - циліндр, 11 - поршень.
:
Основні частини ДВЗ:

Слайд 9

Робота цього двигуна складається з декількох етапів, що повторюються один за одним, або, як кажуть, тактів. Усього їх чотири. Відлік тактів починається з моменту, коли поршень знаходиться у крайній верхній точці, і обидва клапани закриті.

Слайд 10

Перший такт називається впуск (рис. "а"). Впускний клапан відкривається, і поршень, що опускається, засмоктує бензино-повітряну суміш всередину камери згоряння. Після цього клапан впускний закривається.

Слайд 11

Другий такт - стиск (рис. "б"). Поршень, піднімаючись нагору, стискає бензиново-повітряну суміш.

Слайд 12

Третій такт – робочий хід поршня (рис. "в"). На кінці свічки спалахує електрична іскра. Бензино-повітряна суміш майже миттєво згоряє і у циліндрі виникає висока температура. Це призводить до сильного зростання тиску і гарячий газ робить корисну роботу - штовхає поршень вниз.

Слайд 13

Четвертий такт - випуск (рис "г"). Випускний клапан відкривається, і поршень, рухаючись вгору, виштовхує гази з камери згоряння вихлопну трубу. Потім клапан закривається.

Слайд 14

фізкультхвилинка

Слайд 15

Дизельний двигун.
У 1892 р. німецький інженер Р. Дизель отримав патент (документ, що підтверджує винахід) на двигун, який згодом названий його прізвищем.

Слайд 16

Принцип роботи:
У циліндри двигуна Дизеля потрапляє лише повітря. Поршень, стискаючи це повітря, здійснює над ним роботу і внутрішня енергія повітря зростає настільки, що паливо, що впорскується туди, відразу ж самозаймається. Гази, що утворюються при цьому, виштовхують поршень назад, здійснюючи робочий хід.

Слайд 17

Такти роботи:
всмоктування повітря; стиск повітря; упорскування та згоряння палива – робочий хід поршня; випуск газів, що відпрацювали. Істотна відмінність: запальна свічка стає непотрібною, і її місце займає форсунка - пристрій для впорскування палива; зазвичай це низькоякісні сорти бензину.

Слайд 18

Деякі відомості про двигуни Тип двигуна Тип двигуна
Деякі відомості про двигуни Карбюраторний Дизельний
Історія створення Вперше запатентований 1860 р. французом Ленуаром; в 1878 р. збудовано ньому. винахідником Отто та інженером Лангеном Винайдений у 1893 р. німецьким інженером Дизелем
Робоче тіло Повітря, насич. парами бензину Повітря
Паливо Бензин Мазут, нафта
Макс. тиск у камері 6×105 Па 1,5×106 - 3,5×106 Па
Т при стисканні робочого тіла 360-400 ºС 500-700 ºС
Т продуктів згоряння палива 1800 ºС 1900 ºС
ККД: для серійних машин для кращих зразків 20-25% 35% 30-38% 45%
Застосування В легкових машинахпорівняно невеликий потужності У важких машинах великої потужності (трактори, вантажні тягачі, тепловози).

Слайд 19

Слайд 20

Назви основні частини ДВЗ:

Слайд 21

1. Назвіть основні такти роботи ДВЗ. 2. У яких тактах клапани закриті? 3. У яких тактах відкрито клапан 1? 4. У яких тактах відкрито клапан 2? 5. Відмінність ДВЗ від дизеля?

Слайд 22

Мертві точки - крайні положення поршня в циліндрі
Хід поршня - відстань, що проходить поршнем від однієї мертвої точки до іншої
Чотирьохтактний двигун – один робочий цикл відбувається за чотири ходи поршня (4 такти).

Слайд 23

Заповнити таблицю
Назва такту Рух поршня 1 клапан 2 клапан Що відбувається
Впуск
Стиснення
Робочий хід
випуск
вниз
вгору
вниз
вгору
відкритий
відкритий
закритий
закритий
закритий
закритий
закритий
закритий
Всмоктування горючої суміші
Стиснення горючої суміші та займання
Гази виштовхують поршень
Викид відпрацьованих газів

Слайд 24

1. Тип теплового двигуна, в якому пара обертає вал двигуна без допомоги поршня, шатуна та колінчастого валу. 2. Позначення питомої теплоти плавлення. 3. Одна із частин двигуна внутрішнього згоряння. 4. Такт циклу двигуна внутрішнього згоряння. 5. Перехід речовини з рідкого стану у твердий. 6. Пароутворення, що відбувається з поверхні рідини.