Двигатель внутреннего сгорания

 

  

 

      На этой страничке мы разберем:

1) устройство двигателя  автомобиля

2) принцип  работы двигателя

3) порядок работы цылиндров двигателя

4) трансмиссия

 

Устройство двигателя

   Двигатель внутреннего сгорания, представляет собой силовой  агрегат, который, работает благодаря свойствам тепловой энергии.  

  Тепловая энергия выделяется в результате процесса горения чего либо. Если сгораемое вещество поместить в ограниченное пространство, в данном случае в цилиндр, и поджечь, то произойдет увеличение давления, а давление это энергия, чтобы не терять эту энергию… — был изобретен двигатель внутреннего сгорания, где вся энергия направляется в нужном направлении.

 Двигатель внутреннего сгорания был изобретен еще в 17-м веке и принцип его работы почти нисколько не изменился до нашего времени. 

  Основные составляющие двигателя

 

   Картер, Поршень(4), Шатун(2), Коленвал(1) – все эти элементы связаны между собой:

   Картер — удерживающая коробка, которая удерживает все элементы двигателя и  включает в  себя блок цилиндров.  

   Цилиндры(3) — это направляющие для поршней. Именно в цилиндрах происходит процесс воспламенения топлива, где вся энергия направляется в сторону поршня, который, в свою очередь, давит на шатун, а шатун начинает вращение коленвала.

   В целом, это называется двигатель.

 Принцип работы двигателя 

 

   А принцип работы этого двигателя, мы рассмотрим на примере велосипеда.

 Я думаю, все знают гоночный или туристский велосипед — самый доступный способ для изучения принципа работы двигателя и  коробки скоростей.

 ВАШИ НОГИ – это «шатуны»(2)(помните? шатун в двигателе), которые давят на педали, а педальный механизм — это и есть коленвал(1). А ваша физическая сила давит на эти шатуны, как поршень(4) в двигателе.

 Поршень находится в ограниченном пространстве, которое называется цилиндр(3), туда подается топливо. Это топливо поджигается искрой от свечи зажигания(5) и происходит воспламенение или, точнее, микровзрыв, вследствие чего, вся энергия от микровзрыва передается на поршень.  Поршень связан с шатуном и давит на него, а шатун, в свою очередь давит на коленвал.

 Коленвал – это своего рода, педальный механизм, а велосипед, у которого две педали, будем считать, имеет двух цилиндровый «биодвигатель». Благодаря действию вашей энергии или, скажем, физической силы, вы начинаете ногами давить на педали, тем самым приводить в действие педальный механизм (коленвал). По мере того, как вы быстро начнете вращать педали, будет увеличиваться скорость велосипеда благодаря оборотам педального механизма – «коленчатого вала» —  как будто нажимаем на газ. 

 

 

 

⁠Порядок работы цилиндров двигателя

 

Схема работы четырехтактного двигателя

 

цилиндры двигателя

                        1       2      3     4

 

1 — Коленчатый вал

2 — Шатун

3 — Цилиндр

4 — Поршень

5.- Свеча зажигания

6 — Выпускной клапан

7 — Впускной клапан

Сейчас почти все автомобильные двигатели внутреннего сгорания имеют четырехтактную систему работы.

Что это такое, мы сейчас разберем.

Такт — это ход поршня от верхней «мертвой» точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ). Так вот, у четырехцилиндрового двигателя соответственно четыре поршня и каждый поршень совершает четыре такта за один рабочий цикл. Полный цикл это когда поршень умудряется «сходить» туда — сюда два раза. За это время получается четыре такта: такт впрыска топлива — такт сжатия — такт воспламенения (рабочий ход) — такт выхлопа

На схеме По цилиндрам это происходит так:

1 цилиндр — такт впрыска топлива — (поршень идет вниз)

3 цилиндр — такт сжатия топлива — (поршень идет вверх)

⁠4 цилиндр — такт воспламенения топлива — (поршень идет вниз — рабочий ход)

⁠2 цилиндр — такт выхлопа отработанных газов — (поршень идет вверх)

 

И так далее по круговой. Подробнее: обычно происходит так — если в одном цилиндре происходит такт впрыска, то в другом — такт сжатия, в третьем такт воспламенения топлива (т. е. рабочий ход), то в четвертом происходит такт уже выхлопа отработанных газов и все это одновременно. Впрыск топлива и выхлоп отработанных газов происходит, соответственно, через впускные(7) и выпускные(6) клапана. Так у нас за цикл по настоящему работает только один цилиндр где происходит такт воспламенения топлива и передается крутящий момент на коленвал(1), а остальные как будьто бы «отдыхают», но это сделано специально для того, чтобы улучшить вентиляцию цилиндров от выхлопных газов и увеличить эффективность работы топлива. И пока самыми оптимальными, являются четырехтактные двигатели. 

Трансмиссия

 

Педальный механизм соединен цепной передачей с ведущим колесом. Цепь ложится на звездочки, которые различаются  по размеру. При вращении педалей («обороты двигателя»)  вам хочется, чтобы крутить было легче, для этого мы  подбираем оптимальную передачу —  специальное соотношение звездочек на заднем колесе и на педальном механизме.

 После правильного выбора передачи, ногам- «двигателю», становиться легче, разгонять велосипед.  Но если скорость нас не устраивает, мы, разогнавшись до предела  возможности ног — чтобы крутить педали , переключаем передачу на повышенную.

 

   Происходит переход цепи на большую, по величине, звездочку, при этом скорость велосипеда увеличивается, но и  увеличивается нагрузка на ноги.
   При прямолинейном движении и без помех движению, скорость будет продолжать увеличиваться до ваших  природных данных —  уметь раскручивать педали т.е. быстроту ваших ног.
   У каждого двигателя тоже есть предел числа оборотов. 

 Такой же, примерно, принцип действия разгона у автомобиля, только там нет цепной передачи. Вот эта передача оборотов от двигателя к колесам и называется трансмиссией.

  Трансмиссия включает в себя сцепление и коробку передач, далее — ходовая часть – колеса.

   Рычагом переключения передач включаем нам нужную передачу. Согласно конструкции коробки передач,  чем меньше передача по номеру, тем меньше скорость, и наоборот, выше передача – выше скорость.
   На эти конструктивные особенности вам не обязательно обращать внимание, но у многих есть интерес – как это работает?

   Функции передачи оборотов от двигателя выполняют шестерни, которые передвигаются на валах рычагом передач. Согласно  включенной вами передаче по порядку: 1-2-3-4-5, автомобиль начинает движение и разгон.

   Если Вам нужно остановиться просто нажмите сцепление и тормоз, и установите рычаг переключения передачв нейтральное положение.
   Об этом поговорим далее.

Читайте также:

Крутящий момент двигателя

 

Уроки вождения

 

Устройство автомобиля

 

Технические характеристики

 

Двигатель внутреннего сгорания — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

Двигатель Внутреннего Сгорания
В конце сюрприз
Автор: никифоров данила
8с

2.

Двигатель внутреннего сгоранияДви́гатель вну́треннего сгора́ния (ДВС) — это тип
двигателя, тепловая машина, в которой химическая
энергия топлива (обычно применяется жидкое или
газообразное углеводородное топливо), сгорающего
в рабочей зоне, преобразуется в механическую
работу.
Несмотря на то, что ДВС являются весьма
несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД,
сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс),
благодаря своей автономности (необходимое
топливо содержит гораздо больше энергии, чем
лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень
широко распространены, например на транспорте.

3. Типы ДВС

Поршневые
Бензиновые
Дизельные
Роторнопоршневые
Газовые

4. Бензиновые

Смесь топлива с воздухом готовится в
карбюраторе и далее во впускном
коллекторе, или во впускном коллекторе при
помощи распыляющих форсунок
(механических или электрических), или
непосредственно в цилиндре при помощи
распыляющих форсунок, далее смесь
подаётся в цилиндр, сжимается, а затем
поджигается при помощи искры,
проскакивающей между электродами свечи.

5. Дизельные

Специальное дизельное топливо
впрыскивается в цилиндр под высоким
давлением. Возгорание смеси
происходит под действием высокого
давления и, как следствие,
температуры в камере.

6. Газовые

двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся
в газообразном состоянии при нормальных условиях:
смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением
насыщенных паров (до 16 атм). Испаренная в испарителе жидкая фаза
или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом
редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во
впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или
впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических
форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры,
проскакивающей между электродами свечи.
сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150—
200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания
сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя.
генераторный газ — газ, полученный превращением твердого топлива
в газообразное. В качестве твердого топлива используются:
уголь
торф
древесина

7. Роторно-поршневые

За счет вращения в камере сгорания
многогранного ротора динамически
формируются объёмы, в которых
происходит обычный цикл ДВС.
Схема

8. Четырехтактный ДВС

Схема работы
четырехтактного
цилиндра двигателя,
цикл Отто
1. впуск
2. сжатие
3. рабочий цикл
4. выпуск

9. Роторный ДВС

Цикл двигателя Ванкеля: впуск
(голубой), сжатие (зелёный),
рабочий ход (красный),
выпуск (жёлтый)
___________________________
Установленный на валу ротор
жёстко соединён с зубчатым
колесом, которое входит в
зацепление с неподвижной
шестернёй. Ротор с зубчатым
колесом как бы обкатывается
вокруг шестерни. Его грани при
этом скользят по поверхности
цилиндра и отсекают
переменные объёмы камер в
цилиндре.

10. Двухтактный ДВС

1.
2.
3.
4.
Двухтактный цикл.
в двухтактном
цикле рабочие
ходы происходят
вдвое чаще.
Впрыск горючего
Сжатие
Воспламенение
Отвод газов

11. Дополнительные агрегаты, требующиеся для ДВС

Недостатком ДВС является то, что он
производит высокую мощность только в
узком диапазоне оборотов. Поэтому
неотъемлемыми атрибутами двигателя
внутреннего сгорания являются трансмиссия
и стартер. Лишь в отдельных случаях
(например, в самолётах) можно обойтись без
сложной трансмиссии.
Также ДВС нужны топливная система (для
подачи топливной смеси) и выхлопная
система (для отвода выхлопных газов).

12. Запуск двигателя внутреннего сгорания

Электростартёр
Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается
электродвигателем(на рисунке – схема вращения простейшего
электродвигателя), питающимся от аккумуляторной батареи (после
запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого
основным двигателем). Но у него есть один существенный недостаток:
чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, особенно
зимой, ему необходим большой пусковой ток.

13. Запуск двигателя внутреннего сгорания

Сжатый воздух
Используется для запуска больших дизелей на
тепловозах, судах и бронетехнике. Ранее такой
способ был основным для запуска поршневых
двигателей в авиации. В цилиндрах, кроме обычных
впускных и выпускных клапанов, устраиваются
дополнительные пусковые клапаны. При запуске они
открываются в таком порядке, чтобы входящий через
них в цилиндры воздух толкал поршни и раскручивал
двигатель. Ёмкости со сжатым воздухом
пополняются от компрессора, приводимого главным
двигателем при его работе.

14. ДВС – основное устройство для передвижения машин, самолётов и т. Д.

Самая первая
машина:
Чертёж Паровой телеги Кюньо (Jonathan
Holguinisburg) (1769)
История первого автомобиля началась ещё в 1768 году вместе с созданием
паросиловых машин, способных перевозить человека. В 1806 году появились
первые машины, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания
что привело к появлению в 1885 году повсеместно используемого сегодня
газолинового или бензинового двигателя внутреннего сгорания. Машины,
работающие на электричестве ненадолго появились в начале XX века, но
почти полностью исчезли из поля зрения вплоть до начала XXI века, когда
снова возникла заинтересованность в малотоксичном и экологически чистом
транспорте. По существу, раннюю историю автомобиля можно разделить на
этапы, различающиеся преобладающим способом самоходного движения.
Поздние этапы определялись тенденциями в размере и стилистике внешнего
вида, а также предпочтениями в целевом использовании. А также в 1840 году
были изобретены велосипеды.
https://youtu.be/JxVvIl_GDhc

English     Русский Правила

Основные части двигателя внутреннего сгорания

Сегодня мы узнаем об основных частях двигателя или, точнее, двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель, в котором сгорание (сгорание топлива) происходит внутри цилиндра двигателя. После сжигания топлива возникает высокая температура и сила давления. Эта сила давления используется для перемещения транспортного средства или вращения колес с помощью какого-либо механизма. В двигателе многие части работают вместе для достижения цели преобразования химической энергии топлива в механическую энергию. Эти части скреплены болтами, и комбинация всех этих частей известна как двигатель. Сегодня я расскажу вам об этих деталях и о том, как они работают, чтобы вы могли понять основы автомобильного двигателя.

1. Блок цилиндров

 

Цилиндр является основным корпусом двигателя внутреннего сгорания. Цилиндр – это часть, в которой происходит впуск топлива, сжатие топлива и сжигание топлива. Основная функция цилиндра — направлять поршень. Он находится в непосредственном контакте с продуктами сгорания, поэтому его необходимо охлаждать. Для охлаждения цилиндра на внешней стороне цилиндра расположена водяная рубашка (для жидкостного охлаждения, используемого в большинстве автомобилей) или ребро (для воздушного охлаждения, используемого в большинстве мотоциклов). На верхнем конце цилиндра головка цилиндра и на нижнем конце картера скреплены болтами. В верхней части цилиндра находится камера сгорания, в которой сгорает топливо. Чтобы справиться со всем этим давлением и температурой, возникающими при сгорании топлива, материал цилиндра должен иметь высокую прочность на сжатие. Поэтому он изготовлен из высококачественного чугуна. Он изготавливается методом литья и обычно отливается за одно целое.

 

2. Головка блока цилиндров

Верхний конец цилиндра двигателя закрыт съемной головкой блока цилиндров. В головке блока цилиндров есть два отверстия или отверстия, одно для впуска топлива, а другое для выхлопа. И впускной, и выпускной порты закрыты двумя клапанами, известными как впускной и выпускной клапаны. Впускной клапан, выпускной клапан, свеча зажигания, форсунка и т. д. крепятся болтами к головке блока цилиндров. Основная функция головки блока цилиндров – герметизировать блок цилиндров и не допускать попадания и выхода газов на крышку клапана головки блока цилиндров двигателя. Головка блока цилиндров обычно изготавливается из чугуна или алюминия. Изготавливается методом литья или ковки и обычно цельным.

 

3. Поршень

Поршень установлен на каждом цилиндре в качестве поверхности для приема давления газа и передачи усилия на шатун. Это первичный двигатель в двигателе. Основная функция поршня заключается в обеспечении герметичности цилиндра через отверстие и свободном скольжении внутри цилиндра. Поршень должен быть легким и достаточно прочным, чтобы выдерживать давление газа, возникающее при сгорании топлива. Таким образом, поршень изготовлен из алюминиевого сплава, а иногда и из чугуна, потому что поршень из легкого сплава расширяется больше, чем чугун, поэтому им требуется больший зазор до отверстия.

 

4. Поршневые кольца

Поршень должен достаточно свободно входить в цилиндр, чтобы он мог свободно перемещаться внутри цилиндра. Если поршень слишком плотно прилегает, он будет расширяться при нагревании и может плотно застрять в цилиндре, а если он будет слишком свободным, произойдет утечка давления пара. Для обеспечения хорошей герметичности и меньшего сопротивления трению между поршнем и цилиндром поршни снабжены поршневыми кольцами. Эти кольца устанавливаются в канавки, прорезанные в поршне. Они разделены на одном конце, поэтому они могут расширяться или скользить по концу поршня. Небольшой двухтактный двигатель имеет два поршневых кольца для обеспечения хорошей герметизации, а четырехтактный двигатель имеет дополнительное кольцо, известное как маслосъемное кольцо. Поршневые кольца изготовлены из мелкозернистого чугуна и высокоэластичного материала, не подверженного влиянию рабочего тепла. Иногда изготавливается из легированной пружинной стали.

 

5. Шатун

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и передает движение и усилие поршня на коленчатый вал. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Есть два конца шатуна; один известен как большой конец, а другой — как маленький конец. Большой конец соединен с коленчатым валом, а маленький конец соединен с поршнем с помощью поршневого пальца. Шатуны изготавливаются из никелевых, хромовых и хромованадиевых сталей. Для небольших двигателей материалом может быть алюминий.

 

6. Коленчатый вал

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания воспринимает усилие или тягу, подаваемую поршнем на шатун, и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал установлен в подшипнике, поэтому он может свободно вращаться. Форма и размер коленчатого вала зависят от количества и расположения цилиндров. Обычно он изготавливается путем ковки стали, но некоторые производители используют специальные типы чугуна, такие как отливки из сфероидального графита или никелевого сплава, которые дешевле в производстве и имеют хороший срок службы.

 

7. Подшипник двигателя

Везде, где в двигателе есть вращательное движение, необходимы подшипники. Подшипники используются для поддержки движущихся частей. Коленчатый вал опирается на подшипник. Большой конец шатуна прикреплен к шатунной шейке на кривошипе коленчатого вала подшипником. Поршневой палец на маленьком конце используется для крепления штока к поршню, который также находится в подшипниках. Основная функция подшипников заключается в уменьшении трения между этими движущимися частями. В двигателе внутреннего сгорания используются подшипники скольжения и качения. Подшипник скольжения, который иногда называют втулкой, используется для крепления шатуна к поршню и коленчатому валу. Они разделены, чтобы их можно было установить в двигатель. Подшипник качения и шарикоподшипник
используется для поддержки коленчатого вала, чтобы он мог свободно вращаться. Типичная половина подшипника
изготовлена ​​из стали или бронзы, задняя часть которой покрыта футеровкой из относительно мягкого материала подшипника
.

 

8. Картер двигателя

Основной корпус двигателя, к которому крепятся цилиндры и который содержит коленчатый вал и подшипник коленчатого вала, называется картером. Он также служит системой смазки и иногда его называют масляным поддоном. В него помещается все масло для смазки.

 

9. Клапаны

Для управления впуском и выпуском двигателя внутреннего сгорания используются клапаны. Количество клапанов в двигателе зависит от количества цилиндров. Для каждого цилиндра используются два клапана: один для впуска топливовоздушной смеси внутрь цилиндра, а другой для выпуска продуктов сгорания. Клапаны установлены в порт на головке цилиндров с помощью сильной пружины. Этой весной держите их закрытыми. Оба клапана обычно открываются внутрь.

 

10. Свеча зажигания

Используется в двигателях с искровым зажиганием. Основная функция свечи зажигания заключается в проведении высокого потенциала от системы зажигания в камеру сгорания для воспламенения топливной смеси сжатого воздуха. Устанавливается на головку блока цилиндров. Свеча зажигания состоит из металлической оболочки с двумя электродами, изолированными друг от друга воздушным зазором. При подаче высокопотенциального тока на свечу зажигания она соскакивает с питающего электрода и производит необходимую искру.

 

 

11. Форсунка

Форсунка обычно используется в двигателе с воспламенением от сжатия. Он впрыскивает топливо в камеру сгорания в конце такта сжатия. Устанавливается на головку блока цилиндров.

 

12. Коллектор

Основной функцией коллектора является подача воздушно-топливной смеси и сбор выхлопных газов поровну из всех цилиндров. В двигателе внутреннего сгорания используются два коллектора, один на впуск, другой на выпуск. Обычно они изготавливаются из алюминиевого сплава.

 

13. Распределительный вал

Распределительный вал используется в двигателе внутреннего сгорания для управления открытием и закрытием клапанов в нужное время. Для правильной работы двигателя впускной клапан должен открываться в конце такта выпуска и закрываться в конце такта впуска. Таким образом, для регулирования его времени используется кулачок овальной формы, который оказывает давление на клапан, чтобы открыть его, и отпустить, чтобы закрыть. Он приводится в движение ремнем ГРМ, который приводится в движение коленчатым валом. Он размещается в верхней или нижней части цилиндра.

 

14. Поршневой палец или поршневой палец

Это параллельные шпиндели из закаленной стали, вставленные в втулки поршня и малые концевые втулки или проушины для обеспечения поворота шатунов. Он соединяет поршень с шатуном. Он сделан полым для легкости.

 

15. Толкатель

Толкатель используется, когда распределительный вал расположен на нижнем конце цилиндра.
Передает движение распределительного вала на клапаны, расположенные в головке блока цилиндров.

 

16. Маховик

Маховик закреплен на коленчатом валу. Основной функцией маховика является вращение вала во время подготовительного хода. Это также делает вращение коленчатого вала более равномерным.

Это все об основных частях двигателя. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальной сети. Подпишитесь на наш сайт для более информативной статьи.

 

источник изображения : http://dir.indiamart.com/

Чертеж двигателя кухонной мойки 1893 года, «Схема 4-тактного двигателя внутреннего сгорания»

Добавить в набор

Резюме

Генри Форд построил свой первый экспериментальный двигатель из металлолома.

Он проверил его на кухонной раковине после ужина 24 декабря 1893 года. Для зажигания протянул провод от лампочки на потолке. Его жена Клара вручную подавала бензин во впускной клапан, а Генри крутил маховик. Взревел двигатель, сотрясая раковину.

Генри Форд построил свой первый экспериментальный двигатель из металлолома. Он проверил его на кухонной раковине после ужина 24 декабря 1893 года. Для зажигания протянул провод от лампочки на потолке. Его жена Клара вручную подавала бензин во впускной клапан, а Генри крутил маховик. Взревел двигатель, сотрясая раковину.

Поделись где угодно

Используйте эту карту артефакта, чтобы поделиться этой замечательной находкой с другими. От исторических изображений до ярких описаний — на одной карточке собрано множество деталей.

Сопутствующее содержимое

• Что, если бы Генри Форд так и не построил свой первый автомобиль?
  Что если

• Обращение к артефактам во время пандемии
  23 сентября 2020 г.