Виконала учениця

8 «Б» класу МБОУ ЗОШ №1

Ралко Ірина

Вчитель фізики

Нечаєва Олена Володимирівна

п. Слов'янка 2016 .

• В даний час двигун внутрішнього згоряння є основним видом автомобільного двигуна.

• Двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ) називається теплова машина, що перетворює теплову енергію, що виділяється при спалюванні палива на механічну енергію.

• Розрізняють такі основні типи двигунів внутрішнього згоряння: поршневий, роторно-поршневий та газотурбінний.

Автомобільні двигуни внутрішнього згоряння розрізняють: за способом приготування горючої суміші - із зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні та інжекторні) та внутрішнім (дизель)

Карбюратор та інжектор

Дизель

Відрізняються за родом палива: бензинові, газові та дизельні

• кривошипно-шатунний механізм;

• газорозподільний механізм;

• система живлення (паливна);

• система випуску відпрацьованих газів

• система запалювання;

• система охолодження

• система змащення.

Спільна робота цих систем забезпечує утворення паливно-повітряної суміші.

Впускна система призначена для подачі двигуна повітря.

Паливна система живить

двигун паливом

Принцип роботи ДВСзаснований на ефект теплового розширення газів, що виникає при згорянні паливно-повітряної суміші і забезпечує переміщення поршня в циліндрі.

• на такті впуск впускна та паливна системизабезпечують утворення паливно-повітряної суміші. При відкритті впускних клапанів газорозподільного механізму повітря або паливно-повітряна сумішза рахунок розрядження, що виникає під час руху поршня вниз, подається в камеру згоряння.

• на такті стиснення впускні клапани закриваються, і паливно-повітряна суміш стискується в циліндрах двигуна.

• Такт робочий хід супроводжується займанням паливно-повітряної суміші.

Внаслідок займання утворюється велика кількість газів, які тиснуть на поршень і змушують його рухатися вниз. Рух поршня через кривошипно-шатунний механізм перетворюється на обертальний рух колінчастого валу, який потім використовується для руху автомобіля.

• При такті випусквідкриваються випускні клапани газорозподільного механізму, і гази, що відпрацювали, видаляються з циліндрів у випускну систему, де проводиться їх очищення, охолодження і зниження шуму. Далі гази надходять до атмосфери.

• Перевагами поршневого двигунавнутрішнього згоряння є: автономність, універсальність невисока вартість, компактність, мала маса, можливість швидкого запуску, багатопаливність.

• Недоліки високий рівеньшуму, велика частота обертання колінчастого валу, токсичність газів, що відпрацювали, невисокий ресурс, низький коефіцієнт корисної дії.

• Перший по-справжньому працездатний ДВС з'явився в Німеччині в 1878 році.

• Але історія створення ДВС сягає своїм корінням до Франції. У 1860 році французький винахідник Етвен Ленуарвинайшов 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 у 1862 році запропонував використати в цьому двигуні чотиритактний цикл.

• Саме ця схема і була використана німецьким винахідником Ніколаусом Отто, який побудував у 1878 р. перший чотиритактний двигун внутрішнього згоряння, ККД 22%, що суттєво перевищувало значення, отримані при використанні двигунів усіх попередніх типів.

• Першим автомобілем із чотиритактним ДВС був триколісний екіпаж Карла Бенца, збудований у 1885 році. Роком пізніше (1886 р) виник варіант Готліба Даймера. Обидва винахідники працювали незалежно один від одного до 1926, поки не об'єдналися, створивши фірму Deimler-Benz AG.

• для презентації брала з електронних сайтів:
• euro-auto-history.ru
• http://systemsauto.ru

У 1799 році французький інженер Філіп Лебон відкрив світильний газ та отримав патент на використання та спосіб отримання світильного газу шляхом сухої перегонки деревини або вугілля. Це відкриття мало велике значення, насамперед у розвиток техніки освітлення. Незабаром у Франції, а потім і в інших країнах Європи газові лампи стали успішно конкурувати з дорогими свічками. Проте світильний газ годився як для освітлення. Винахідники взялися за конструювання двигунів, здатних замінити парову машину, при цьому паливо згоряло б не в топці, а безпосередньо в циліндрі двигуна.

1801 року Лебон узяв патент на конструкцію газового двигуна. Принцип дії цієї машини ґрунтувався на відомій властивості відкритого ним газу: його суміш із повітрям вибухала при запаленні з виділенням великої кількості теплоти. Продукти горіння стрімко розширювалися, чинячи сильний тиск на довкілля. Створивши відповідні умови, можна використовувати енергію, що виділяється, в інтересах людини. У двигуні Лебона були передбачені два компресори та камера змішування. Один компресор мав накачувати в камеру стиснене повітряа інший стиснутий світильний газ з газогенератора. Газоповітряна суміш надходила потім у робочий циліндр, де спалахувала. Двигун був подвійної дії, тобто робочі камери, що поперемінно діяли, знаходилися по обидва боки поршня. По суті, Лебон виношував думку про двигун внутрішнього згоряння, проте в 1804 він загинув, не встигнувши втілити в життя свій винахід. 1801

Жан Етьєн Ленуар У наступні роки кілька винахідників з різних країннамагалися створити працездатний двигун на світильному газі Однак усі ці спроби не призвели до появи на ринку двигунів, які б успішно конкурували з паровою машиною. Честь створення комерційно успішного двигуна внутрішнього згоряння належить бельгійському механіку Жану Етьєну Ленуару. Працюючи на гальванічному заводі, Ленуар прийшов до думки, що паливоповітряну суміш у газовому двигуні можна спалахувати за допомогою електричної іскри, і вирішив побудувати двигун на основі цієї ідеї. Після того, як вдалося виготовити всі деталі і зібрати машину, вона пропрацювала зовсім небагато і зупинилася, тому що через нагрівання поршень розширився і заклинив у циліндрі. Ленуар удосконалив свій двигун, продумавши систему водяного охолодження. Однак друга спроба запуску також закінчилася невдачею через поганий перебіг поршня. Ленуар доповнив свою конструкцію системою мастила. Тільки тоді двигун почав працювати.

Август Отто До 1864 року було випущено вже понад 300 таких двигунів різної потужності. Розбагатівши, Ленуар перестав працювати над удосконаленням своєї машини, і це зумовило її долю вона була витіснена з ринку більш досконалим двигуном, створеним німецьким винахідником Августом Отто. уклав договір із багатим інженером Лангеном для експлуатації цього винаходу. Незабаром була створена фірма «Отто і Компанія». 1864 Лангеном

До 1864 було випущено вже понад 300 таких двигунів різної потужності. Розбагатівши, Ленуар перестав працювати над удосконаленням своєї машини, і це зумовило її долю вона була витіснена з ринку більш досконалим двигуном, створеним німецьким винахідником Августом Отто. уклав договір із багатим інженером Лангеном для експлуатації цього винаходу. Незабаром була створена фірма «Отто і Компанія». 1864 Лангеном На перший погляд, двигун Отто був крок назад в порівнянні з двигуном Ленуара. Циліндр був вертикальним. Волок, що обертається, містився над циліндром збоку. Уздовж осі поршня до нього було прикріплено рейку, пов'язану з валом. Двигун працював так. Волок, що обертається, піднімав поршень на 1/10 висоти циліндра, в результаті чого під поршнем утворювався розріджений простір і відбувалося всмоктування суміші повітря і газу. Потім суміш спалахнула. Ні Отто, ні Ланген не володіли достатніми знаннями в галузі електротехніки та відмовилися від електричного запалення. Запалення вони здійснювали відкритим полум'ям через трубку. Під час вибуху тиск під поршнем зростало приблизно до 4 атм. Під впливом цього тиску поршень піднімався, обсяг газу збільшувався і тиск падало. При підйомі поршня спеціальний механізмвід'єднував рейку від валу. Поршень спочатку під тиском газу, а потім за інерцією піднімався доти, доки під ним не створювалося розрідження. Таким чином, енергія палива, що згоріло, використовувалася в двигуні з максимальною повнотою. У цьому полягала головна оригінальна знахідка Отто. Робочий хід поршня вниз починався під дією атмосферного тиску, і після того, як тиск у циліндрі досягав атмосферного, відкривався випускний вентиль, і поршень своєю масою витісняв відпрацьовані гази. Через повніше розширення продуктів згоряння ККД цього двигуна був значно вищим, ніж ККД двигунаЛенуара і досягав 15%, тобто перевершував ККД найкращих парових машинтого часу. двигун Отто

Оскільки двигуни Отто були майже вп'ятеро економічніше двигунівЛенуара, вони одразу стали мати великий попит. У наступні роки їх випустили близько п'яти тисяч штук. Отто наполегливо працював над удосконаленням їхньої конструкції. Незабаром зубчасту рейку замінила кривошипно-шатунна передача. Але найважливіше з його винаходів було зроблено в 1877 році, коли Отто взяв патент на новий двигуніз чотиритактним циклом. Цей цикл досі лежить в основі роботи більшості газових та бензинових двигунів. У наступному році нові двигуни вже були запущені у виробництво. 1877 року Чотирьохтактний цикл був найбільшим технічним досягненнямОтто. Але незабаром виявилося, що за кілька років до його винаходу такий самий принцип роботи двигуна був описаний французьким інженером Бо де Роша. Група французьких промисловців заперечила в суді патент Отто. Суд вважав їхні докази переконливими. Права Отто, що випливали з його патенту, були значно скорочені, у тому числі було анульовано його монопольне право на чотиритактний цикл. Бо де Роша Хоча конкуренти налагодили випуск чотиритактних двигунів, відпрацьована багаторічним виробництвом модель Отто все одно була кращою, і попит на неї не припинявся. . До 1897 було випущено близько 42 тисяч таких двигунів різної потужності. Однак та обставина, що як паливо використовувався світильний газ, сильно звужувала область застосування перших двигунів внутрішнього згоряння. Кількість світильногазових заводів було трохи навіть у Європі, а Росії їх взагалі було лише два- у Москві Петербурге.1897 року

Пошуки нового пального Тому не припинялися пошуки нового пального для двигуна внутрішнього згоряння. Деякі винахідники намагалися застосувати як газ пари рідкого палива. Ще в 1872 році американець Брайтон намагався використовувати в цій якості гас. Однак гас погано випаровувався, і Брайтон перейшов до легшого нафтопродукту бензину. Але для того, щоб двигун на рідкому паливі міг успішно конкурувати з газовим, необхідно було створити спеціальний пристрій для випаровування бензину і отримання паливної суміші його з повітрям. але він діяв незадовільно. Брайтон 1872 року

Бензиновий двигун Працездатний бензиновий двигун з'явився лише десятьма роками пізніше. Ймовірно, першим його винахідником можна назвати Костовича О.С., який надав працюючий прототип бензинового двигуна 1880 року. Однак його відкриття досі залишається слабко освітленим. У Європі у створенні бензинових двигунів найбільший внесок зробив німецький інженер Готліб Даймлер. Багато років він працював у фірмі Отто і був членом її правління. На початку 80-х він запропонував своєму шефу проект компактного бензинового двигуна, який можна було б використовувати на транспорті. Отто поставився до пропозиції Даймлер холодно. Тоді Даймлер разом зі своїм другом Вільгельмом Майбахом прийняв сміливе рішення в 1882 році вони пішли з фірми Отто, придбали невелику майстерню поблизу Штутгарта і почали працювати над своїм проектом.

Проблема, що стояла перед Даймлером і Майбахом була нелегкою: вони вирішили створити двигун, який не вимагав би газогенератора, був би дуже легким і компактним, але при цьому досить потужним, щоб рухати екіпаж. Збільшення потужності Даймлер розраховував отримати рахунок збільшення частоти обертання валу, але цього необхідно було забезпечити необхідну частоту займання суміші. У 1883 році був створений перший калільний бензиновий двигун із запалюванням від розжареної трубочки, що вставляється в циліндр.

Перша модель бензинового двигуна призначалася для промислової стаціонарної установки. Процес випаровування рідкого палива по-перше бензинових двигунахзалишав бажати кращого. Тому справжню революцію в двигунобудуванні зробив винахід карбюратора. Творцем його вважається угорський інженер Донат Банки. У 1893 році він узяв патент на карбюратор із жиклером, який був прообразом усіх сучасних карбюраторів. На відміну від своїх попередників Банки пропонував не випаровувати бензин, а дрібно розпорошувати його у повітрі. Це забезпечувало його рівномірний розподіл циліндром, а саме випаровування відбувалося вже в циліндрі під дією тепла стиснення. Для забезпечення розпилення всмоктування бензину відбувалося потоком повітря через дозуючий жиклёр, а сталість складу суміші досягалося рахунок підтримки постійного рівня бензину в карбюраторі. Жиклер виконувався у вигляді одного або декількох отворів у трубці, що розташовувалась перпендикулярно потоку повітря. Для підтримки напору був передбачений маленький бачок з поплавком, який підтримував рівень на заданій висоті, так що кількість всмоктуваного бензину було пропорційно кількості повітря, що надходить. потужність двигуна зазвичай збільшували обсяг циліндра. Після цього стали домагатися збільшенням числа циліндрів. обсяг циліндра Наприкінці XIX століття з'явилися двоциліндрові двигуни, а з початку XX століття стали поширюватися чотирициліндрові. XIX століття XX

Слайд 1

Опис слайду:

Слайд 2

Опис слайду:

Слайд 3

Опис слайду:

Слайд 4

Опис слайду:

Слайд 5

Опис слайду:

Слайд 6

Опис слайду:

Серпень Отто У 1864 році було випущено вже понад 300 таких двигунів різної потужності. Розбагатівши, Ленуар перестав працювати над удосконаленням своєї машини, і це зумовило її долю - вона була витіснена з ринку досконалішим двигуном, створеним німецьким винахідником Августом Отто. У 1864 році той отримав патент на свою модель газового двигуна і того ж року уклав договір з багатим інженером Лангеном для експлуатації цього винаходу. Незабаром було створено фірму "Отто та Компанія". На перший погляд, двигун Отто був крок назад у порівнянні з двигуном Ленуара. Циліндр був вертикальним. Волок, що обертається, містився над циліндром збоку. Уздовж осі поршня до нього було прикріплено рейку, пов'язану з валом. Двигун працював так. Вал, що обертається, піднімав поршень на 1/10 висоти циліндра, в результаті чого під поршнем утворювався розряджений простір і відбувалося всмоктування суміші повітря і газу. Потім суміш спалахнула. Ні Отто, ні Ланген не мали достатніх знань у галузі електротехніки і відмовилися від електричного запалювання. Запалення вони здійснювали відкритим полум'ям через трубку. Під час вибуху тиск під поршнем зростало приблизно до 4 атм. Під впливом цього тиску поршень піднімався, обсяг газу збільшувався і тиск падало. При підйомі поршня спеціальний механізм від'єднував рейку від валу. Поршень спочатку під тиском газу, а потім за інерцією піднімався доти, доки під ним не створювалося розрядження. Таким чином, енергія палива, що згоріло, використовувалася в двигуні з максимальною повнотою. У цьому полягала головна оригінальна знахідка Отто. Робочий хід поршня вниз починався під дією атмосферного тиску, і після того, як тиск у циліндрі досягав атмосферного, відкривався випускний вентиль, і поршень своєю масою витісняв відпрацьовані гази. Через більш повного розширення продуктів згоряння ККД цього двигуна був значно вищим, ніж ККД двигуна Ленуара і досягав 15%, тобто перевершував ККД найкращих парових машин того часу.

Слайд 7

Опис слайду:

Слайд 8

Опис слайду:

Пошуки нового пального Тому не припинялися пошуки нового пального для двигуна внутрішнього згоряння. Деякі винахідники намагалися застосувати як газ пари рідкого палива. Ще в 1872 році американець Брайтон намагався використовувати в цій якості гас. Однак гас погано випаровувався, і Брайтон перейшов до легшого нафтопродукту - бензину. Але для того, щоб двигун на рідкому паливі міг успішно конкурувати з газовим, необхідно було створити спеціальний пристрій для випаровування бензину та отримання паливної суміші його з повітрям. Брайтон того ж 1872 року вигадав один із перших так званих "випарних" карбюраторів, але він діяв незадовільно.

Слайд 9

Опис слайду:

Слайд 10

Опис слайду:

Слайд 11

Опис слайду:

Слайд 12

Опис слайду:

Слайд 13

Опис слайду:

Слайд 14

Опис слайду:

Опис презентації з окремих слайдів:

1 слайд

Опис слайду:

2 слайд

Опис слайду:

1860 р. Етьєн Ленуар винайшов перший двигун, який працював на світильному газі Етьєн Ленуар (1822-1900) Етапи розвитку ДВС: 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 До 1920 ДВС стають лідируючими. екіпажі на паровій та електричній тязі стали великою рідкістю. Карл Бенц винайшов самохідний триколісний візок на основі технологій Даймлера. Серпень Отто (1832-1891) Даймлер Карл Бенц

3 слайд

Опис слайду:

4 слайд

Опис слайду:

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигунавнутрішнього згоряння відбувається за 4 ходи поршня (такту), тобто за 2 обороти колінчастого валу. Чотирьохтактний двигун 1 такт - впуск (горюча суміш з карбюратора надходить в циліндр) Розрізняють 4 такти: 2 такт - стиск (клапани закриті і суміш стискається, в кінці стиснення суміш займається електричною іскрою і відбувається згоряння палива) 3 такт - робочий хід тепла, отриманого від згоряння палива, механічну роботу) 4 такт - випуск (відпрацьовані гази витісняються поршнем)

5 слайд

Опис слайду:

На практиці потужність двотактного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряння часто не перевищує потужність чотиритактного, але виявляється навіть нижче. Це обумовлено тим, що значна частина ходу (20-35%) поршень здійснює при відкритих клапанах. Двотактний двигун Існує також двотактний двигунвнутрішнього згоряння. Робочий цикл двотактного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряння здійснюється за два ходи поршня або за один оберт колінчастого валу. Стиснення Згоряння випуск впуск 1 такт 2 такт

6 слайд

Опис слайду:

Способи збільшення потужності двигуна: ККД двигуна внутрішнього згоряння малий приблизно становить 25% - 40%. Максимальний ефективний ККД найбільш досконалих ДВС близько 44%. Тому багато вчених намагаються збільшити ККД, а також і при цьому саму потужність 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

7 слайд

Опис слайду:

Однією з найважливіших характеристикдвигуна є його ступінь стиснення, який визначається наступним чином: Ступінь стиснення e V2 V1 де V2 і V1 - обсяги на початку і в кінці стиснення. Зі збільшенням ступеня стиснення зростає початкова температура горючої суміші наприкінці такту стиснення, що сприяє повнішому її згорянню.

8 слайд

Опис слайду:

газові рідинні з іскровим запалюванням без іскрового запалення (дизельні) (карбюраторний)

9 слайд

Опис слайду:

Будова яскравого представника ДВС – карбюраторного двигуна Остов 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 змащення (масло, фільтр грубої відчистки, піддон) рідинна (радіатор, рідина, ін.) паливний бак, паливний фільтр, карбюратор, насоси)

10 слайд

Опис слайду:

Будова яскравого представника ДВС – карбюраторного двигуна Система запалення (джерело струму – генератор та акумулятор, переривник + конденсатор) дистанційного керування) Система впуску та випуску (трубопроводи, повітряний фільтр, глушник) Карбюратор двигуна

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 згоряння відбувається 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, на 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

	згоряння

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 ККД найбільш 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

Однією з найважливіших характеристик двигуна є його ступінь стиснення, що визначається таке:

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 ДВЗ

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