Что служит рабочим телом в двигателе автомобиля?

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
  • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
  • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

1. Впуск топлива;
2. Сжатие топлива;
3. Сгорание;
4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
2. Система смазки;
3. Система охлаждения;
4. Система подачи топлива;
5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

• Распределительный вал;
• Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
• Детали привода клапанов;
• Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

• Масляный картер (поддон);
• Насос подачи масла;
• Масляный фильтр с редукционным клапаном;
• Маслопроводы;
• Масляный щуп (индикатор уровня масла);
• Указатель давления в системе;
• Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

• Рубашка охлаждения двигателя;
• Насос (помпа);
• Термостат;
• Радиатор;
• Вентилятор;
• Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

• Топливный бак;
• Датчик уровня топлива;
• Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
• Топливные трубопроводы;
• Впускной коллектор;
• Воздушные патрубки;
• Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

• Выпускной коллектор;
• Приемная труба глушителя;
• Резонатор;
• Глушитель;
• Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Принцип работы и устройство ДВС автомобиля

Владельцы легковых авто условно делятся на 2 категории. Первые только эксплуатируют транспортное средство и в случае неисправности обращаются к мастерам автосервиса. Вторые стараются экономить, обслуживая машину самостоятельно по мере сил. Чтобы успешно справляться с возникающими проблемами, таким водителям стоит знать устройство двигателя автомобиля, расположение основных элементов и принцип действия силового агрегата.

Конструкция моторов внутреннего сгорания

«Сердце» любого авто состоит из двух частей – блока цилиндров и головки (ГБЦ). Первый представляет собой литой корпус из чугуна либо алюминия с каналами для смазки и охлаждающей жидкости. По оси блока сделаны отверстия большого диаметра – цилиндры (4 или 6 шт.) со стальными гильзами, внутри которых движутся поршни.

Устройство ДВС нельзя назвать слишком сложным. Если досконально разобраться в расположении и роли основных деталей, многое становится понятно. Блок цилиндров служит базой для крепления следующих элементов:

• снизу на подшипниках скольжения прикручен коленчатый вал, сообщающийся с трансмиссией (коробкой передач);
• на идентичных подшипниках к коленвалу крепятся шатуны – их число равняется количеству цилиндров;
• на концах шатунов посредством пальцев закреплены поршни с тремя кольцами каждый, первое – маслосъемное, оставшиеся два – компрессионные;
• на одном конце коленчатого вала установлен зубчатый маховик для вращения стартером, на втором – шкив, приводящий в движение газораспределительный механизм и прочие агрегаты;
• снизу к отдельному фланцу прикручен масляный насос, подающий моторную смазку в каналы двигателя;
• нижняя часть блока закрыта поддоном картера, где содержится основной запас масла;
• со стороны шкива в корпус вмонтирована помпа – насос, обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости.

Примечание. Для простоты здесь рассматривается бензиновый силовой агрегат с рядным расположением цилиндров. О двигателях других типов речь пойдет ниже.

Сверху к блоку прикручена алюминиевая головка цилиндров, уплотнением данного соединения служит специальная прокладка. На нижней плоскости детали выполнены углубления – камеры сгорания – с отверстиями для клапанов и свечей зажигания. Строение ГБЦ двигателя включает такие элементы:

• кулачковый распределительный вал, крутящийся на подшипниках скольжения, стоит на верхней части головки;
• в отверстиях камер сгорания установлены впускные и выпускные клапаны тарельчатого типа, удерживаемые пружинами;
• между кулачками распредвала и штоками клапанов предусмотрены компенсаторы, автоматически регулирующие тепловые зазоры;
• на конце распределительного вала закреплен шкив, сообщающийся с главной шестерней коленвала посредством ременной либо цепной передачи;
• сверху газораспределительный механизм закрыт клапанной крышкой, оснащенной горловиной для заливки масла.

К газораспределительному механизму относятся клапаны, гидрокомпенсаторы и распредвал с цепной (ременной) передачей.

Как работает ДВС?

Принцип работы двигателя автомобиля – циклический, каждый цикл состоит из 4 тактов (отсюда второе название силовых агрегатов – четырехтактные):

1. Впуск – поршень движется от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней, втягивая горючую смесь. Последняя подается через открытый впускной клапан.
2. Сжатие. Оба клапана закрыты, поршень прошел нижнюю точку и двигается вверх, сдавливая топливовоздушную смесь.
3. Рабочий ход. После воспламенения сжатой смеси искрой от свечи выделяются расширяющиеся газы. Поршень, прошедший ВМТ, под давлением газов снова уходит вниз – совершается полезная работа.
4. Выпуск. Открывается выхлопной клапан и поршень выталкивает отработанные газы из цилиндра и камеры сгорания.

Как нетрудно догадаться, рабочим телом в двигателе служит раскаленная смесь газов, выделяющаяся при сжигании топлива. Она передает энергию горения поршням, шатунам и коленчатому валу, проделывая механическую работу. Причем во всех цилиндрах протекают разные циклы: в одном – сжатие, в другом – выхлоп, в третьем – рабочий ход, в четвертом – всасывание.

По сути, движение автомобиля обеспечивает только один цилиндр, в котором происходит цикл рабочего хода. Затем эстафета передается следующему цилиндру – поршни вращают коленчатый вал поочередно. Чтобы понять роль основных деталей мотора, предлагается подробнее разобрать алгоритм работы ДВС:

1. На цикле всасывания коленвал посредством ремня (цепи) поворачивает распределительный вал в такое положение, чтобы кулачок нажал и открыл впускной клапан соответствующего цилиндра.
2. В этот момент форсунка инжектора либо карбюратор подает в камеру готовую топливную смесь. Одновременно в соседних цилиндрах клапаны открываются либо открыт только выпускной – в зависимости от происходящего цикла.
3. Дальнейшее вращение распредвала закрывает клапан и происходит сжатие горючего в замкнутом пространстве.
4. При максимальном сжатии (поршень находится в ВМТ) система зажигания посылает импульс на электроды свечи. Искра поджигает смесь и начинается рабочий ход, клапаны остаются закрытыми.
5. Когда полезная работа совершена, другой кулачок распределительного вала открывает второй (выпускной) клапан. Через него отработанные газы, выталкиваемые поршнем, уходят в выхлопную трубу.

От коленчатого вала в двигателе автомобиля постоянно вращается шестеренчатый привод масляного насоса, чья главная задача – создавать давление в каналах и бесперебойно смазывать все подшипники скольжения (вкладыши). Циркуляцию жидкости в системе охлаждения обеспечивает помпа, вращаемая ремнем привода ГРМ либо генератора.

Разновидности двигателей

По типу применяемого топлива моторы делятся на бензиновые и дизельные. Принцип и порядок работы силовых агрегатов одинаков, отличаются лишь условия сжигания:

• поршень дизеля сжимает только воздух, солярка подается в камеру непосредственно перед воспламенением;
• вспышка смеси происходит в результате сжатия, внешний источник в виде свечи зажигания отсутствует;
• в цилиндрах бензинового двигателя горючее сжимается в 8–12 раз, дизеля – в 18–25 раз.

Справка. Бензиновые силовые агрегаты способны сжигать природные горючие газы – пропан и метан. Переход на указанные виды топлива производится с помощью дополнительного оборудования, детали и механизмы двигателя не затрагиваются.

Сдавливание горючей смеси достигается за счет уменьшения объема камеры сгорания – в дизельных моторах она практически отсутствует. Благодаря повышенной степени сжатия силовые агрегаты на солярке развивают больший крутящий момент по сравнению с бензиновыми «собратьями». Отсюда лучшие показатели КПД и расхода топлива на 100 км.

Помимо однорядных конструкций двигателей существуют и двухрядные, где группы цилиндров расположены в виде латинской буквы V – под углом относительно друг друга. V-образный двигатель автомобиля устроен несколько иначе: коленчатый вал вращает не один, а минимум 2 распредвала, установленных в отдельных ГБЦ. Подобные моторы развивают более высокую мощность за счет увеличения количества поршней (минимум 6 шт.) и настроек фаз газораспределения.

В стандартном силовом агрегате на 4 цилиндра ставится 8 клапанов – по два в каждой камере сгорания. Чтобы улучшить наполняемость горючей смесью и выброс отработавших газов, был изобретен 16-клапанный двигатель – по 4 в каждом цилиндре. Соответственно, даже рядный мотор оснащается двумя распределительными валами, отвечающими за работу своей группы клапанов. На V-образный двигатель, имеющий 2 раздельные 16-клапанные головки цилиндров, ставится 4 распредвала.

Рабочие тела и их свойства

В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочее тело состоит из окислителя, топлива и продуктов его сгорания. Окислителем для большинства двигателей служит атмосферный воздух, содержащий 21 % (по объему) кислорода и 79 % инертных газов, в основном азота. При реализации цикла рабочее тело претерпевает физические и химические изменения. В зависимости от типа двигателя, в период впуска в цилиндр поступает либо воздух, либо горючая смесь, состоящая из газообразного или жидкого топлива и воздуха. Воздух или горючую смесь, поступающие в цилиндр и остающиеся в нем к моменту начала сжатия, называют свежим зарядом. В процессе сжатия в цилиндре находится смесь свежего заряда с остаточными газами, которая называется рабочей. В процессе расширения и выпуска рабочим телом являются продукты сгорания топлива.

При расчете рабочего цикла двигателя необходимо знать низшую теплоту сгорания топлива, которая зависит от композиционного состава топлива и количественного соотношения элементов, составляющих его горючую часть. Подвод теплоты к рабочему телу в действительном цикле осуществляется в результате сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя, что предъявляет определенные требования к физическим и химическим свойствам топлива, которые приведены в таблице 2.1.

Характеристики жидких топлив для двигателей внутреннего сгорания

Топливо	Элементарный состав (средний) 1 кг топлива, кг	Молекулярная масса, mT, Кг/кмоль	Низшая теплота сгорания, hu, MДж/кг
С	Н	0Т
Автомобильные бензины Дизельное	0.855 0.870	0.145 0.126	– 0.004	110–120 180–200	42.5

Сгорание топлива в цилиндрах двигателя протекает согласно следующим реакциям:

;.

Количество кислорода, необходимое для полного сгорания топлива, можно подсчитать следующим образом:

Для топлива, имеющего состав по весу:

весовое количество кислорода, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, составит:

,или

или, исчисляя в кмоль,

.

При расчете состав сухого атмосферного воздуха принимают равным: в % по весу О – 23, N – 77, а в % по объему О – 21, N – 79.

Тогда теоретически необходимое количество сухого атмосферного воздуха для полного сгорания 1 кг жидкого топлива может быть определено по следующим формулам:

В весовом выражении

В молярном выражении

.

Связь между l₀ и L₀ имеет вид:

.

Сгорание топлива в двигателе обычно происходит при некотором недостатке или некотором избытке воздуха по сравнению с теоретически необходимым количеством.

Отношение количества воздуха L (l) в горючей смеси к количеству воздуха L₀ (l₀), которое необходимо для полного сгорания топлива, называется коэффициентом избытка воздуха:

При работе двигателя состав горючей смееи изменяется. Горючую смесь принято называть нормальной, если α = 1, бедной, если α > 1 и богатой, если α называется коэффициентом остаточных газов:

.

Подставив выражение в выражение для М_а, получим:

.

Процесс сгорания сопровождается тепловыми потерями. Часть тепла в процессе сгорания передается в охлаждающую среду через стенки цилиндра. Часть топлива проникает в картер через неплотности поршневых колец. Из-за недостатка времени и несовершенства смесеобразования часть топлива не успевает сгореть и догорает во время расширения. В то же время под влиянием высоких температур происходит расщепление молекул Н₂О и CO₂ продуктов сгорания, расщеплению сопутствует поглощение тепла.

Коэффициентом использования тепла называется часть теплотворной способности топлива, которая действительно используется для повышения энергии газов при сгорании:

,

где: h_u – низшая теплотворная способность топлива;

Δ Q – потери тепла в процессе сгорания.

Коэффициент использования тепла всегда меньше единицы. Он тем выше, чем совершеннее смесеобразование, выше скорость распространения пламени, короче промежуток времени, затрачиваемый на сгорание.

Коэффициент использования тепла, в зависимости от режима работы двигателя, изменяется в карбюраторных двигателях в пределах 0.85–0.95, в дизельных от 0.7 до 0.9.

При полном сгорании жидкого топлива, когда α≥ 1, образуются следующие основные продукты сгорания: CO₂ и Н₂О – продукты полного сгорания углерода и водорода, содержащихся в топливе, N₂ – азот воздуха и O₂ – свободный кислород воздуха.

Суммарное количество продуктов сгорания 1 кг топлива равно:

.

Подставив в правую часть уравнения значения слагаемых:

В процессе сгорания происходит увеличение количества кмоль газов.

.

Это увеличение зависит от состава топлива и коэффициента избытка воздуха.

Для карбюраторных ДВС

Для дизельных ДВС

Отношение количества кмоль продуктов сгорания М₂ к количеству кмоль смеси до сгорания М₁ называется коэффициентом молекулярного изменения.

В зависимости от того, учитывается ли при вычислении коэффициента молекулярного изменения количество остаточных газов или нет, различают коэффициент молекулярного изменения горючей смеси

и коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

или .

Следовательно, у карбюраторных и дизельных двигателей коэффициент молекулярного изменения всегда больше единицы.

Увеличение количества кмолей газов при сгорании, оцениваемое коэффициентом молекулярного изменения, вызывает увеличение полезной работы при расширении продуктов сгорания в цилиндре, что повышает мощность двигателя. Следовательно, чем выше коэффициент молекулярного изменения, тем больше мощность, развиваемая двигателем.

Средняя мольная изохорная теплоемкость заряда в конце сжатия для карбюраторных и дизельных двигателях может быть определена по следующей формуле:

кДж/кмоль ·К.

Средняя молекулярная теплоемкость продуктов сгорания определяется по формуле (кДж/кмоль К):

процесс сгорания при V = const

;

процесс сгорания при p = const

.

Что служит рабочим телом в двигателе автомобиля?А-Воздух Б-Вода В-Бензин Г-Поршень Д-Цилиндр

Ответы:

Ответы на похожие вопросы:

Затраченная работа – работа, которую реально осуществляет механизм с учётом преодоления всех препятствующих факторов.

Перепады температур. На холоде газ в шаре сжимается, а в тепле – расширяется. При многократных перепадах температур латекс сильно изнашивается, а фольгированные шары на морозе совсем теряют форму.

Если два электрометра соединить проводником, то заряды с одного электрометра будут переходить на другой, если электрометры были заряжены разным зарядом, или один был заряжен а другой нет. Если соединить их диэлектриком, то ничего происходить не будет.

Если коснуться рукой заряженного электрометра, то он разрядится, т.к. тело человека явялется проводником электричества.

9,1*10^-31кг = 9,1*10^-25мг = 9,1*10^-22мкг = 9,1*10^-19нг

Будет весело,ибо лопнет. Из-за разницы давление на пленку.снизу давление будет больше.

Резиновая плёнка прогнётся в нутрь сосуда, потому,что на плёнгу действует давление.

мы проходили это ответ а

Изучение свободных и вынужденных колебаний колебательной системы с одной степенью свободы … В реальных осцилляторах, за счет сил трения, происходит рассеяние (диссипация) запасенной энергии, в результате чего свободные колебания со временем затухают.

превратится в отрицательный ион или масса атома уменьшится на незначительную величину или размеры атома уменьшится на незначительную величину

КОГДА АТОМ ОТДАЁТ ЭЛЕКТРОН, ТО ОБРАЗУЕТСЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННАЯ ЧАСТИЦА,ТОЕСТЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ИОН. Потеряв даже один электрон атом становится ионом, если вас интересует, что происходит с ядром то ничего, ибо сильное взаимодействие на то и сильное, что бы не замечать исчезновение части электромагнитного поля.

Чтобы расплавить тело нужно сначала его нагреть поэтому естественно при плавлении температура кристалического тела увеличивается.Внутреняя энергия прямо пропорциональна температуре,поэтому если температура увеличивается то внутреняя энергия тоже увеличивается

Силой тяжести называют силу, с которой тело притягивается к Земле. Таким образом, то, что мы стоим на земле, явлется свидетельством существования этой силы. Кроме того под действием силы тяжести предметы падают вниз. Сила тяжести действует на ВСЕ тела, находящиеся в поле тяготения Земли.

Жизнь без трения невозможна.

Если в каком-либо теле имеется избыток положительных зарядов-то оно заряжено положительно,

И если избыток отрицательных-то оно заряжено положительно тоже.

Амперметр – это прибор, который в электрической цепи измеряет силу переменного и постоянного тока.

Вольтметр – это прибор, измеряющий величину напряжения или электродвижущей силы.

Дискре́тность — свойство, противопоставляемое непрерывности, прерывность.

Например, дискретное изменение какой-либо величины во времени – изменение, происходящее через некоторые промежутки времени (скачками).

Индукционный ток – электрический ток воззникающий вследствие электромагнитной индукции.

Инерция-явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел

масса тела – скалярная величина, характеризующая инертные и гравитационные свойства тела. инертность – способность объекта сопротивляться приложенной силе.

А вот формул предостаточно . Из любой формулы где есть масса можно её выразить ну например :

m=E/c^2 и многие другие

все вопросы в ЛС

положительным ионом является анион

а катион это отрицательный

Разность расстояний, пройденных двумя волнами от источников до конкретной точки, называется разностью хода двух волн.

Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определённой скоростью относительно него. Например, при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила, толкающая тело. ( Например, болистические ракеты, реактивные самолёты, космические корабли, пиротехника и др.)

Лекция 5

Тема:Рабочий процесс поршневых ДВС

Содержание: Основные понятия и определения. Рабочий цикл четырехтактного двигателя. Рабочий цикл двухтактного двигателя

Работа любого теплового двигателя сопровождается двумя основными процессами:

1. физико-химическим процессом сгорания топлива с выделением тепла.

2. физическим процессом изменения состояния рабочего тела с преобразованием в механическую работу.

Рабочим телом– называется пар получаемый в паровом котле или газ образующийся при сгорании топлива в цилиндре двигателя.

Если энергия раб. тела преобразуется в механическую энергию путем давления на поршень перемещающиеся внутри цилиндра, такой двигатель называется- поршневой тепловой двигатель.

Если энергия раб. тела преобразуется в механическую энергию путем воздействия на лопатки рабочего колеса машины, то такой двигатель называется – тепловой турбиной.

Применяемый в ДВС способ использования химической энергии топлива является наиболее рациональным т.к. позволяет обойтись без промежуточного рабочего тела (пар). Из поршневых ДВС наиболее экономичным является турбопоршневые ДВС с воспламенением от сжатия (дизель).

Дизелемназывается поршневой тепловой двигатель, в котором вводимое в конце сжатия топливо, самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.

В поршневых тепловых двигателях преобразование тепловой энергии в механическую сопровождается периодически (циклически) повторяющимися процессами:

А).горения и расширения, за время которого совершается полезная работа перемещения поршня путем воздействия давления газов.

Б) смены заряда путем выпуска газа через выпускные органы и впуска свежего заряда через впускные органы;

С).сжатия воздуха, осуществляемого уменьшением объема надпоршневого пространства.

Основные понятия и определения

Сово­купность последовательных, периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя называется рабочим циклом двигателя.

Изменения состояния рабочего тела за рабочий цикл называется рабочим процессом двигателя.

Изменение давления в цилиндре в течение рабочего цикла в зависимости от объема изображается индикатор­ной диаграммой рис.2.( а – четырехтактного, б- двухтактного)

Вращательное движение коленчатого вала двигателя осуществляется за счет возвратно-поступательного движения поршня через кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Положение КШМ, при котором направление оси шатуна и кривошипа совпадают, называется мертвой точкой.

Мертвым точкам соответствуют крайние положения поршня в цилиндре (φ = 0 0 п.к.в. и φ = 180 0 п.к.в.).

Положение КШМ (φ = 0 0 п.к.в.) при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала достигает максимума называется верхней (внутренней) мертвой точкой (в,м.т.).

Положение КШМ (φ = 180 0 п.к.в.) при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала достигает минимума называется нижней (наружной) мертвой точкой (н,м.т.).

Тактом называется часть рабочего цикла, осуществляемая при движении поршня от одной крайней точки к другой.

По числу ходов поршня, необходи­мому для осуществления рабочего цикла, поршневые двигатели делятся на два типа:

– четырехтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала т.е.720 0 п.к.в.;

–двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается два хода поршня или один оборот коленчатого вала т.е.360 0 п.к.в .

Расстояние между в,м.т. и н.м.т. называется ходом поршня-S.

При перемещении поршня между мертвыми точками меняется надпоршневой внутренний объём цилиндра. При этом характерными объёмами являются:

– надпоршневой внутренний объём цилиндра при положении поршня в в.м.т. называется объёмом камеры сжатия-V_C.

– надпоршневой внутренний объём цилиндра между в.м.т. и н.м.т.называется рабочим объёмом цилиндра-V_h.

V_h =

где: D– диаметр цилиндра.

–_. надпоршневой внутренний объём цилиндра при положении поршня в н.м.т.называется полным объёмом цилиндра-V_a.

Отношение полного объёма цилиндра- V_a к объёму камеры сжатия -V_C называется геометрической степенью сжатия:

Отношение объёма над поршнем, соответствующим закрытию впускных органов, к объему камеры сжатия – называется действительной степе­нью сжатия- ,

;

где: ψ– потерянная доля хода поршня.

От величины степени сжатия зависит степень использования теплоты сгорания топлива и другие параметры двигателя.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя (см. рисунок 6,а)

Рабочий цикл четырехтактного двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала т.е. за 720 0 .п.к.в, при этом поршень совершает четыре хода (такта).

Первый такт – впуск – поршень движется от в.м.т. к н.м.т., при этом цилиндр наполняется свежей порцией воздуха. На индикаторной диаграмме первому такту соответствует линия г-а.

Второй такт –сжатие– поршень движется от н.м.т. к в.м.т т. е. уменьшается объем цилиндра, повышается температура и давление Сжатие происходит в основном после закрытия впуск­ных клапанов. На диаграмме второму такту соответствует линия а-с.

Рисунок 6. Индикаторные диаграммы двигателей

а – четырехтактного б- двухтактного

Третий такт — горение и расширение — поршень движется от в.м.т. к н.м.т. В начале такта интенсивно сгорает топливо, посту­пившее в цилиндр и воспламенившееся в конце такта сжатия. Вследствие выделения большого количества теплоты резко повы­шается температура и давление газов в цилиндре. Под действием давления дальнейшего перемещения поршня и расширения газов совершается полезная работа. Поэтому третий такт называется также рабочим ходом. На индикаторной диаграмме третьему такту соответствует линия с-z-b.

Четвертый такт — выпуск — поршень движется от н.м.т. к в.м.т. и выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной кла­пан. Выпускной клапан, имеющий так же, как и впускной, привод от распределительного вала, отрывается до н.м.т. (к концу третьего такта). Это способствует удалению части газа, имеющей высокое давление до н.м.т , и уменьшению сопротивления движению поршня.

Рабочий цикл двухтактного двигателя (см. рисунок 6,б).

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за один оборот коленчатого вала т.е. за 360 0 .п.к.в. или за два хода поршня( такта).

Если четырехтактный двигатель только половину времени, затраченного на цикл, рабо­тает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения), а остальное время работает как насос, то двухтактный работает как тепловой двигатель практически все время.

В двухтактномдвигателе очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение их свежим зарядом (процесс газообмена) происходят только при движении поршня вблизи н.м.т. При этом цилиндр очищается от отработавших газов путем вытеснения их предварительно сжатым воздухом. Воздух сжимается в компрессоре, представляющем собой отдельный агре­гат, приводимый частично от коленчатого вала двигателя, частично от газовой турбины, работающей на выпускных газах.

3. Какими основными процессами сопровождается работа любого теплового двигателя?

4. Что является рабочим телом паровой машины, паротурбинной установки, поршневого двигателя, газотурбинного двигателя, роторно- поршневого двигателя?

5. Какой двигатель называется поршневым двигателем, а какой тепловой турбиной.

7. Дайте определение понятиям: рабочий цикл и рабочий процесс двигателя?

8.Какие положения поршня называются:мертвой точкой, ВМТ и НМТ?

10.Что такое ход поршняичему он соответствует?

11. Приведите кинематическую схему и индикаторную диаграмму 4-х и тактного поршневого двигателя. Покажите на них – объём камеры сгорания, рабочий объём и полный объём.

12. Приведите кинематическую схему и индикаторную диаграмму 2-х и тактного поршневого двигателя. Покажите на них – объём камеры сгорания, рабочий объём и полный объём.

13. Дайте определение и приведите формулы: объём камеры сгорания –V_с ; полный объём цилиндра дизеля –V_а ; рабочий объём цилиндра –V_h..

14. Приведите эмпирическую формулу и дайте определение понятию степень сжатия.

Дата добавления: 2015-09-14 ; просмотров: 1757 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ