Проект по физике (3)

1. Проект по физике : Двигатель Внутреннего Сгорания (ДВС).

ПРОЕКТ ПО ФИЗИКЕ : ДВИГАТЕЛЬ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВС).
Проект ученика 9а класса
«МБОУ СОШ №9»
Шкарина Артема
Учитель: Моисеева Татьяна Карловна

2. Цель, задачи.

ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ.
Цель: изучить строение и виды Двигателя Внутреннего Сгорания
(ДВС).
Задачи:
• Что такое ДВС.
• Создатели ДВС.
• Изучение историю создания ДВС.
• Рассмотреть виды ДВС.
• Рабочий цикл четырехтактного ДВС.
• Заключение.

3. ВведениЕ.

ВВЕДЕНИЕ.
• Двигатель Внутреннего Сгорания (ДВС) разновидность теплового двигателя, в котором
топливная смесь сгорает непосредственно в рабочей
камере двигателя.

4. Создатели ДВС.

СОЗДАТЕЛИ ДВС.
• Джон Барбер - Изобрел газовю турбину в 1791 году.
• Роберт Стрит – Открыл патент на двигатель на жидком топливе в 1794 году.
• Филипп Лебон - первый газовый двигатель в 1801 году.
• Франсуа Иссак де Риваз - первый поршневой двигатель в 1807 году.
• Николаус Отто – Изобрел двигатель с искровым зажиганием и сжатием смеси в 1861 году
и четырёхтактный двигатель в 1876 году.
• Рудольф Дизель – создал двигатель Дизеля на угольной пыли в 1897 и двигатель на
керосине с КПД 25 % в этом же году.
• Готлиб Даймлер, Вильгельм Майбах, Огнеслав Степанович Костович - Создали
• бензиновый мотор с карбюратором в 1880 году.
• Густав Васильевич Тринклер - Создал дизельные двигатели на жидком топливе в 1899 году.
• Раймонд Александрович Корейво ,Фридрих Артурович Цандер, Вернер фон Браун –
Создали реактивные и турбореактивные двигатели, начиная с 1930 и заканчивая Лунной
программой .

5. История ДВС.

ИСТОРИЯ ДВС.
• ДВС развивались с отставанием от паровых машин (так, паровой насос для откачки воды
был изобретён Томасом Севери в 1698 году), что было обусловлено отсутствием
подходящего горючего, материалов и технологий. Сама идея ДВС была предложена
Христианом Гюйгенсом ещё в 1678 году, в качестве топлива нидерландский
учёный предлагал использовать порох. Англичанин Этьен Барбер пытался использовать для
этого смесь воздуха с газом, полученным при нагреве древесины.

6. Виды ДВС.

ВИДЫ ДВС.
• Поршневые двигатели — камерой сгорания служит цилиндр, возвратно-поступательное
движение поршня с помощью кривошипно – шатунного механизма преобразуется во
вращение вала. Некоторые типы поршневых ДВС не имеют кривошипно-шатунного
механизма (дизель-молот, огнестрельное оружие, шайбовые ДВС).
• Газотурбинные двигатели — для преобразования энергии газов в крутящий момент служит
ротор с лопатками специального профиля. Перед сгоранием в камере двигателя воздух
сжимается компрессорной частью, топливо впрыскивается в камеру сгорания.
• Роторно-поршневые двигатели — камеру сгорания ограничивает треугольный ротор,
выполняющий функцию поршня.
• Реактивные двигатели — развиваемая двигателем мощность сразу используется для
поступательного движения ракеты или самолёта, дополнительное преобразование в
крутящий момент и трансмиссия отсутствует (двигатель является также движителем).
Поэтому имеют наивысшие удельные мощностные показатели; являются единственными
двигателями, способными выводить аппараты на орбиту. В одно время для военного
применения российские военные обсуждали вопросы создания реактивного атомного
двигателя, где ядерная реакция проходила бы внутри камеры ДВС.

7. Поршневые двигатели с искровым зажиганием.

ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ИСКРОВЫМ
ЗАЖИГАНИЕМ.
Двигатель с искровым зажиганием (двигатель СИ) - это двигатель внутреннего сгорания,
обычно бензиновый двигатель, в котором процесс сгорания топливовоздушной смеси воспламеняется
искрой от свечи зажигания. Это в отличие от двигателей с воспламенением от сжатия,
обычно дизельных, где тепла, выделяющегося в результате сжатия вместе с впрыском топлива,
достаточно для инициирования процесса сгорания без необходимости какой-либо внешней искры.

8. Рабочий цикл четырехтактного ДВС.

РАБОЧИЙ ЦИКЛ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВС.
Первый такт – впуск, при котором впускная и топливная системы обеспечивают
образование топливно-воздушной смеси. В зависимости от конструкции смесь
образуется во впускном коллекторе (центральный и распределённый впрыск
бензиновых двигателей) или непосредственно в
камере сгорания (непосредственный впрыск бензиновых двигателей, впрыск
дизельных двигателей).

9.

• Второй такт- (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит
сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под
действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает
выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших
газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая
часть попросту выходит вместе с отработавшими газами.

10.

• Третий такт - называется рабочим ходом. Газы, оставшиеся
после сгорания смеси, начинают толкать поршень, перемещая его вниз.
Полученная деталью энергия передается коленвалу, и тот снова поворачивается,
но уже на половину оборота.

11.

• Четвертый такт- Принцип 4-тактного двигателя заключается в цикле, состоящем
из последовательного впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, благодаря чему
нашла свое применение клапанная система.
• Поршень открывает впускное устройство путем перемещения вниз, затем
горючая смесь попадает в цилиндр, одновременно создается рабочая смесь
после перемешивания с остатками от использованного состава.

12.

13. Дизельные Двигатели.

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
• Поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу
самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при
квазиадиабатном сжатии воздуха.
• Применяется в основном на судах, тепловозах, автобусах и грузовых автомобилях,
тракторах и танках, дизельных электростанциях, а к концу XX века получил
распространение и на легковых автомобилях.

14. Роторно-поршневые двигатели.

РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
• Роторно-поршневой двигатель (РПД) — роторный двигатель внутреннего сгорания,
конструкция которого разработана в 1957 году инженером компании NSU
Вальтером Фройде.
• Особенность двигателя — применение трёхгранного ротора (поршня), имеющего
вид треугольника Рёло, вращающегося внутри цилиндра специального профиля,
поверхность которого выполнена по эпитрохоиде (возможны и другие формы
ротора и цилиндра).
• Двигатель разрабатывался в соавторстве с Феликсом Ванкелем, работавшим
над другой конструкцией роторно-поршневого двигателя.
• Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга
или Отто без применения специального механизма газораспределения.

15. Газотурбинные двигатели.

ГАЗОТУРБИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
• Характеризуется сжатием рабочего тела в компрессорной части, после сгорания
значительно увеличившиеся в объёме (за счёт теплового расширения) продукты сгорания
проходят турбинную часть. В случае газотурбинного двигателя, мощность отдаётся на вал
турбины, в случае турбореактивного — движение продуктов сгорания создаёт импульс
двигателя.

16. Реактивные двигатели.

РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
• Развивает тягу посредством реактивной силы от продуктов сгорания, выбрасываемых
через сопло. Для разгона рабочего тела используется как расширение газа за счёт
разогрева при сгорании (тепловые реактивные двигатели), так и другие физические
принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле .
Реактивный двигатель совмещает двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое
усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с
другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в
движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

17. Заключение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
• Итак, мы видим, что двигатели внутреннего сгорания - очень сложный механизм. И
Функция, выполняемая тепловым расширением в двигателях внутреннего сгорания не так
проста, как это кажется на первый взгляд. Да и не существовало бы двигателей
внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов.
• И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие
циклы - вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую
пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания,
можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности.

18. Источники информации.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
• ru.Wikipedia.org
• vuzlit.com