Історія створення першого двигуна внутрішнього згоряння Перший по справжньому
працездатний Двигун Внутрішнього Згоряння (ДВС)
з'явився в Німеччині в 1878 році. Але історія створення
ДВС сягає своїм корінням до Франції.
У 1860 році французький винахідник Етвен Ленуар
винайшов
перший двигун внутрішнього згоряння. Але цей агрегат
був недосконалий, з низьким ККД і не міг бути застосований
на практиці. На допомогу прийшов інший французький
винахідник Бо де Роша, який в 1862 році запропонував
використовувати в цьому двигуні чотири такту:
1.Впуск
2.Сжатіе
3.Робочий хід
4.Такт випуску
Першим автомобілем з чотиритактним ДВС був
триколісний екіпаж Карла Бенца, побудований в 1885
році.
Роком пізніше (1886 р) з'явився варіант Готліба Даймер.
Обидва винахідника працювали незалежно один від одного.
У 1926 році вони об'єдналися, створивши фірму Deimler-Benz
AG.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

Сучасний автомобіль, найчастіше за все,
приводиться в рух двигуном внутрішнього
згоряння. Таких двигунів існує величезна
безліч. Розрізняються вони обсягом,
кількістю циліндрів, потужністю, швидкістю
обертання, використовуваним паливом (дизельні,
бензинові та газові ДВС). Але, принципово,
пристрій двигуна внутрішнього згоряння,
схоже. Як же працює цей пристрій і чому
називається чотиритактним двигуном
внутрішнього згоряння? Про внутрішнє згоряння
зрозуміло. Усередині двигуна згоряє паливо. А
чому 4 такту двигуна, що це таке?
Дійсно, бувають і двотактні
двигуни. Але на автомобілях вони використовуються
Дуже рідко. чотиритактним двигун
називається через те, що його роботу можна
розділити на чотири, рівні за часом, частини.
Поршень чотири рази пройде по циліндру - два
рази вгору і два рази вниз. Такт починається при
знаходженні поршня в крайній нижній або
верхній точці. У автомобілістів-механіків це
називається верхня мертва точка (ВМТ) і
нижня мертва точка (НМТ).

Перший такт - такт впуску

Перший такт, він же впускний,
починається з ВМТ (верхньої
мертвої точки). Рухаючись вниз,
поршень, всмоктує в циліндр
топливовоздушную суміш. Робота
цього такту відбувається при
відкритому клапані впуску. До речі,
існує багато двигунів з
декількома впускними клапанами.
Їх кількість, розмір, час
знаходження у відкритому стані
може суттєво вплинути на
потужність двигуна. є
двигуни, в яких, в
Залежно від натискання на педаль
газу, відбувається примусове
збільшення часу знаходження
впускних клапанів у відкритому
стані. Це зроблено для
збільшення кількості
всмоктуваного палива, яке,
після загоряння, збільшує
потужність двигуна. автомобіль,
в цьому випадку, може набагато
швидше прискоритися.

Другий такт - такт стиснення

Наступний такт роботи двигуна -
такт стиснення. Після того як поршень
досяг нижньої точки, він починає
підніматися вгору, тим самим, стискаючи
суміш, яка потрапила в циліндр в такт
впуску. Паливна суміш стискається до
обсягів камери згоряння. Що це за
така камера? Вільний простір
між верхньою частиною поршня і
верхньою частиною циліндра при
знаходженні поршня у верхній мертвій
точці називається камерою згоряння.
Клапани, в цей такт роботи двигуна
закриті повністю. Чим щільніше вони
закриті, тим стиснення відбувається
якісніше. Велике значення
має, в даному випадку, стан
поршня, циліндра, поршневих кілець.
Якщо є великі зазори, то
хорошого стиснення не вийде, а
відповідно, потужність такого
двигуна буде набагато нижче. ступінь
стиснення - компресію, можна перевірити
спеціальним приладом. За величиною
компресії можна зробити висновок про
ступеня зносу двигуна.

Третій такт - робочий хід

Третій такт - робочий, починається з
ВМТ. Робочим він називається
не випадково. Адже саме в цьому
такті відбувається дія,
що змушує автомобіль
рухатися. У цьому такті в роботу
вступає система запалювання. чому
ця система так називається? Так
тому, що вона відповідає за
підпалювання паливної суміші, стиснутої
в циліндрі, в камері згоряння.
Працює це дуже просто - свічка
системи дає іскру. справедливості
заради, варто зауважити, що іскра
видається на свічці запалювання за
кілька градусів до досягнення
поршнем верхньої точки. ці
градуси, в сучасному двигуні,
регулюються автоматично
«Мізками» автомобіля. Після того
як паливо загориться, відбувається
вибух - воно різке збільшується в
обсязі, змушуючи поршень
рухатися вниз. Клапани в цьому такті
роботи двигуна, як і в
попередньому, знаходяться в закритому
стані.

Четвертий такт - такт випуску

Четвертий такт роботи
двигуна, останній -
випускний. досягнувши
нижньої точки, після
робочого такту, в двигуні
починає відкриватися
випускний клапан. таких
клапанів, як і впускних,
може бути кілька.
Рухаючись вгору, поршень
через цей клапан видаляє
відпрацьовані гази з
циліндра - вентилює
його. Чим краще спрацює
випускний клапан, тим
більше відпрацьованих газів
віддалиться з циліндра,
звільнивши, таким чином,
місце для нової порції
паливно-повітряної суміші.

Різновиди двигуна внутрішнього згоряння

Дизельний двигун внутрішнього згоряння

Дизельний двигун - поршневий
двигун внутрішнього згоряння,
що працює за принципом запалення
розпорошеного палива від
зіткнення зі стисненим розігрітим
повітрям. Дизельні двигуни працюють
на дизельному паливі (в просторіччі -
«Солярка»).
У 1890 році Рудольф Дизель розвинув теорію
«Економічного термічного двигуна»,
який завдяки сильному стиску в
циліндрах значно покращує свою
ефективність. Він отримав патент на свій
двигун 23 лютого 1893. Перший
функціонуючий зразок, названий «Дізельмотором», був побудований Дизелем до початку тисячі вісімсот дев'яносто сім
року, і 28 січня того ж року він був успішно
випробуваний.

Принцип роботи інжекторного двигуна

В сучасних вприськових
двигунах для кожного
циліндра передбачена
індивідуальна форсунка.
Всі форсунки з'єднуються з
паливною рампою, де
паливо знаходиться під
тиском, яке створює
електробензонасос.
кількість палива, що впорскується
палива залежить від
тривалості відкриття
форсунки. момент відкриття
регулює електронний блок
управління (контролер) на
підставі оброблюваних
їм даних від різних
датчиків.

Двигун внутрішнього згорання

Навчальний центр «Онікс»

Пристрій двигуна внутрішнього згоряння

1 - головка циліндра;

2 - циліндр;

3 - поршень;

4 - поршневі кільця;

5 - поршневий палець;

7 - колінчастий вал;

8 - маховик;

9 - кривошип;

10 - розподільний вал;

11 - кулачок розподільного вала;

12 - важіль;

13 - клапан;

14 - свічка запалювання

Верхнє крайнє положення поршня в циліндрі називається верхньою мертвою точкою (ст. М. Т.)

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

Нижня крайнє положення поршня в циліндрі називається нижньою мертвою точкою

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

Відстань, яку проходить поршнем від однієї до іншої мертвої точки, називається

ходом поршня S .

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

обсяг V знад поршнем, що знаходиться в ст. м. т., називається об'ємом камери згоряння

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

обсяг V пнад поршнем, що знаходиться в н. м. т. називається

повним об'ємом циліндра .

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

обсяг Vр,звільняється поршнем при його переміщенні від в. м. т. до н. м. т., називається робочим об'ємом циліндра .

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

Робочий об'єм циліндра

де: D -діаметр циліндра;

S - хід поршня.

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

Повний обсяг циліндра

V c + V h = V n

Параметри двигунів внутрішнього згоряння

Ступінь стиснення

Робочі цикли двигунів внутрішнього згоряння

4-х тактний

2-х тактний

двигуна .

Перший такт - впуск .

Поршень переміщається від в. м. т. до н. м. т., впускний клапан відкритий, випускний клапан закритий. У циліндрі створюється розрідження 0,7 0,9 кгс / см і горюча суміш, що складається з парів бензину і повітря, надходить в циліндр.

Температура суміші в кінці впуску

75-125 ° С.

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна .

другий такт- стиснення .

Поршень переміщається від н.м.т. до в.м.т., обидва клапани закриті. Тиск і температура робочої суміші підвищуються, досягаючи до кінця такту відповідно

9-15 кгс / см 2 і 35о-50О ° С.

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна .

Третій такт - розширення, або робочий хід .

В кінці такту стиснення робоча суміш запалюється електричною іскрою, відбувається швидке згоряння суміші. Максимальний тиск при згорянні досягає 30-50 кгс / см 2 , А температура 2100-2500 ° С.

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна .

Четвертий такт - в и п у с к

Поршень переміщається від

н.м.т.до в.м.т.,випускний клапан відкритий. Відпрацьовані гази випускаються з циліндра в атмосферу. Процес випуску протікає при тиску вище атмосферного. До кінця такту тиск в циліндрі знижується до 1,1-1,2 кгс / см 2, а температура - до 70о-800 ° С.

Робота чотиритактного карбюраторного двигуна .

Розділена вихорокамерних камера згоряння

Форми камер згоряння у дизелів

Розділена форкамерно камера згоряння

Форми камер згоряння у дизелів

Полуразделенная камера згоряння

Форми камер згоряння у дизелів

Нерозділене камера згоряння

Установка на клапані ширми

Тангенціальне розташування каналу

гвинтовий канал

Способи створення вихрового руху заряду під час впускання

гвинтовий канал

Принцип роботи дизельного двигуна .

двигуна .

Робота двотактного карбюраторного двигуна .

слайд 2

план

Історія створення ДВС Типи і принцип роботи ДВС 2-х, 4-х тактний ДВС Використання ДВС

слайд 3

Історія створення ДВС

У 1799 році французький інженер Пилип Лебон відкрив світильний газ. У 1799 році він отримав патент на використання і спосіб отримання светильного газу шляхом сухої перегонки деревини або вугілля. Це відкриття мало величезне значення перш за все для розвитку техніки освітлення. Дуже скоро у Франції, а потім і в інших країнах Європи газові лампи стали успішно конкурувати з дорогими свічками. Однак світильний газ годився не тільки для освітлення.

слайд 4

Жан Етьєн Ленуар

Двигун Ленуара - двосторонній і двотактний, тобто повний цикл роботи поршня триває протягом двох його ходів. Але цей двигун виявився малоефективний. Хоча в 1862 році Ленуар встановив двигун на карету, використовував рульове колесо і навіть здійснював пробні поїздки поблизу Парижа. У 1863 році запевняв, що його двигун почав працювати на бензині

слайд 5

Август Отто

У 1864 році Август Отто отримав патент на свою модель газового двигуна і в тому ж році уклав договір з багатим інженером Лангеном для експлуатації цього винаходу. Незабаром була створена фірма "Отто і Компанія".

слайд 6

типи ДВС

Двигун внутрішнього згоряння (скорочено ДВС) - це тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива (звичайно застосовується рідке або газоподібне вуглеводневе паливо), що згоряє в робочій зоні, перетвориться в механічну роботу. Незважаючи на те, що ДВС є відносно недосконалим типом теплових машин (сильний шум, токсичні викиди, менший ресурс), завдяки своїй автономності (необхідне паливо містить набагато більше енергії, ніж найкращі електричні акумулятори) ДВС дуже широко поширені, наприклад в транспорті.

слайд 7

поршневі двигуни

Поршневий двигун - двигател внутрішнього згоряння, в якому теплова енергія, що утворилася в результаті згоряння палива в замкнутому об'ємі, перетворюється в механічну роботу поступального руху поршня за рахунок розширення робочого тіла (газоподібних продуктів згоряння палива) в циліндрі, в який вставлений поршень.

слайд 8

бензиновий

Бензинові - суміш палива з повітрям готується в карбюраторі і далі у впускному колекторі, або у впускному колекторі за допомогою розпилюють форсунок (механічних або електричних), далі суміш подається в циліндр, стискається, а потім підпалюється за допомогою іскри, проскакує між електродами свічки. Основна характерна особливість паливо-повітряно суміші в цьому випадку - її гомогенізірованность.

слайд 9

дизельний

Дизельні - спеціальне дизельне паливо впорскується в циліндр під високим тиском. Горюча суміш утворюється (і відразу ж згоряє) безпосередньо в циліндрі в міру упорскування порції палива. Займання суміші відбувається під дією високої температури повітря, яка зазнала стиску в циліндрі.

слайд 10

газовий

Газові - двигун, який спалює в якості палива вуглеводні, що знаходяться в газоподібному стані при нормальних умовах.

слайд 11

газодизельний

Газодизельні - основна порція палива готується, як в одній з різновидів газових двигунів, але запалюється неелектричних свічкою, а запальний порцією дизпалива, що впорскується в циліндр аналогічно дизельному двигуну.

слайд 12

2-х тактний

Двотактний цікл.Такти: 1. При русі поршня вгору - стиснення паливної суміші в поточному циклі і всмоктування суміші для наступного циклу в порожнину під поршнем.2. При русі поршня вниз - Робочий хід, вихлоп і витіснення паливної суміші з-під поршня в робочу зону циліндра.

слайд 13

4-х тактний

4-тактний цикл двигуна внутрішнього сгораніяТакти: 1.Всасиваніе горючої смесі.2.Сжатіе.3.Рабочій ход.4.Вихлоп.

слайд 14

Використання ДВС

ДВС часто використовується в транспорті, і для кожного виду транспорту потрібен свій тип ДВС. Так для громадського транспорту необхідний ДВС має хорошу тягу на низьких оборотах, в громадському транспорті застосовується ДВС великого обсягу розвиває максимальну потужність на малих обертах. У гоночних болідах формули-1 використовується ДВС, який досягає максимальної потужності на високих оборотах, але він має відносно малий обсяг.

Подивитися всі слайди

Підготував: Тарасов Максим Юрійович

Керівник: майстер виробничого навчання

МАОУ ДО МУК «Еврика»

Баракаева Фатіма Курбанбіевна

• Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) - одне з головних пристроїв в конструкції автомобіля, що служить для перетворення енергії палива в механічну енергію, яка, в свою чергу, виконує корисну роботу. Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння побудований на тому, що паливо в з'єднанні з повітрям утворюють повітряну суміш. Циклічно згораючи в камері згоряння, повітряно-паливна суміш забезпечує високий тиск, спрямований на поршень, а той, у свою чергу, обертає колінчастий вал через кривошипно-шатунний механізм. Його енергія обертання передається трансмісії автомобіля.

• Для запуску двигуна внутрішнього згоряння часто використовується стартер - зазвичай електричний двигун, провертають колінвал. У більш важких дизельних двигунах в якості стартера і для тієї ж мети застосовується допоміжний ДВС ( «пускач»).

• Існують наступні типи двигунів (ДВС):

• бензинові
• дизельні
• газові
• газодизельні
• роторно-поршневі

• Бензинові двигуни внутрішнього згоряння- найбільш поширені з автомобільних двигунів. Паливом для них служить бензин. Проходячи через паливну систему, бензин потрапляє через які розпилюють форсунки в карбюратор або впускний колектор, а потім ця повітряно-паливна суміш подається в циліндри, стискується під впливом поршневий групи, підпалюється іскрою від свічок запалювання.

• Карбюраторних система вважається застарілою, тому зараз повсюдно використовується система впорскування палива. Розпилюють паливо форсунки (інжектори) здійснюють уприскування або безпосередньо в циліндр, або у впускний колектор. Інжекторниє системи діляться на механічні та електронні. По-перше для дозації палива використовуються механічні ричагові механізми плунжерного типу, з можливістю електронного контролю паливної суміші. По-друге процес складання і уприскування палива повністю покладено на електронний блок управління (ЕБУ). Інжекторниє системи необхідні для більш ретельного згоряння палива і мінімізації шкідливих продуктів горіння.

• дизельні ДВСвикористовують спеціальне дизпаливо. Двигуни автомобіля подібного типу не мають системи запалювання: паливна суміш, яка потрапляє в циліндри через форсунки, здатна вибухати під дією високого тиску і температури, які забезпечує поршнева група.

Бензинові і дизельні двигуни. Робочі цикли бензинового і дизельного двигуна

• використовують газ як паливо - зріджений, генераторний, стиснений природний. Поширення таких двигунів було обумовлено зростаючими вимогами до екологічної безпеки транспорту. Початкове паливо зберігається в балонах під великим тиском, звідки через випарник потрапляє в газовий редуктор, втрачаючи тиск. Далі процес аналогічний інжекторним бензиновим ДВС. У деяких випадках газові системи живлення можуть не використовувати в своєму складі випарники.

• Сучасний автомобіль, найчастіше, приводиться в рух двигуном внутрішнього згоряння. Таких двигунів існує величезна безліч. Розрізняються вони обсягом, кількістю циліндрів, потужністю, швидкістю обертання, використовуваним паливом (дизельні, бензинові та газові ДВС). Але, принципово, пристрій двигуна внутрішнього згоряння, схоже.

• Як працює двигун і чому називається чотиритактним двигуном внутрішнього згоряння? Про внутрішнє згоряння зрозуміло. Усередині двигуна згоряє паливо. А чому 4 такту двигуна, що це таке? Дійсно, бувають і двотактні двигуни. Але на автомобілях вони використовуються вкрай рідко.

• Чотиритактним двигун називається через те, що його роботу можна розділити на чотири, рівні за часом, частини. Поршень чотири рази пройде по циліндру - два рази вгору і два рази вниз. Такт починається при знаходженні поршня в крайній нижній або верхній точці. У автомобілістів-механіків це називається верхня мертва точка (ВМТ) і нижня мертва точка (НМТ).

• Перший такт, він же впускний, починається з ВМТ (верхньої мертвої точки). Рухаючись вниз, поршень всмоктує в циліндр топливовоздушную суміш. Робота цього такту відбувається при відкритому клапані впуску. До речі, існує багато двигунів з декількома впускними клапанами. Їх кількість, розмір, час знаходження у відкритому стані може істотно вплинути на потужність двигуна. Є двигуни, в яких, в залежності від натискання на педаль газу, відбувається примусове збільшення часу перебування впускних клапанів у відкритому стані. Це зроблено для збільшення кількості всмоктуваного палива, яке, після загоряння, збільшує потужність двигуна. Автомобіль, в цьому випадку, може набагато швидше прискоритися.

• Наступний такт роботи двигуна - такт стиснення. Після того як поршень досяг нижньої точки, він починає підніматися вгору, тим самим, стискаючи суміш, яка потрапила в циліндр в такт впуску. Паливна суміш стискається до обсягів камери згоряння. Що це за така камера? Вільний простір між верхньою частиною поршня і верхньою частиною циліндра при знаходженні поршня у верхній мертвій точці називається камерою згоряння. Клапани, в цей такт роботи двигуна закриті повністю. Чим щільніше вони закриті, тим стиснення відбувається якісніше. Велике значення має, в даному випадку, стан поршня, циліндра, поршневих кілець. Якщо є великі зазори, то хорошого стиснення не вийде, а відповідно, потужність такого двигуна буде набагато нижче. Компресію можна перевірити спеціальним приладом. За величиною компресії можна зробити висновок про ступінь зносу двигуна.

• Третій такт - робочий, починається з ВМТ. Робочим він називається не випадково. Адже саме в цьому такті відбувається дія, що змушує автомобіль рухатися. У цьому такті в роботу вступає система запалювання. Чому ця система так називається? Та тому, що вона відповідає за підпалювання паливної суміші, стиснутої в циліндрі, в камері згоряння. Працює це дуже просто - свічка системи дає іскру. Справедливості заради, варто зауважити, що іскра видається на свічці запалювання за кілька градусів до досягнення поршнем верхньої точки. Ці градуси, в сучасному двигуні, регулюються автоматично «мізками» автомобіля.

• Після того як паливо загориться, відбувається вибух - воно різко збільшується в об'ємі, змушуючи поршень рухатися вниз. Клапани в цьому такті роботи двигуна, як і в попередньому, знаходяться в закритому стані.

Четвертий такт - такт випуску

• Четвертий такт роботи двигуна, останній - випускний. Досягнувши нижньої точки, після робочого такту, в двигуні починає відкриватися випускний клапан. Таких клапанів, як і впускних, може бути кілька. Рухаючись вгору, поршень через цей клапан видаляє відпрацьовані гази з циліндра - вентилює його. Від чіткої роботи клапанів залежить ступінь стиснення в циліндрах, повне видалення відпрацьованих газів і необхідну кількість всмоктується паливно-повітряної суміші.
• Після четвертого такту настає черга першого. Процес повторюється циклічно. А за рахунок чого відбувається обертання - робота двигуна внутрішнього згоряння все 4 такту, що змушує поршень підніматися і опускатися в тактах стиснення, випуску і впуску? Справа в тому, що не вся енергія, що отримується в робочому такті, направляється на рух автомобіля. Частина енергії йде на розкручування маховика. А він, під дією інерції, крутить колінчастий вал двигуна, переміщаючи поршень в період «неробочих» тактів.

Презентація підготовлена ​​за матеріалами сайту http://autoustroistvo.ru