Двигатель внутреннего сгорания: устройство, принцип работы и применение

1.

ДВИГАТЕЛЬ
ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
Устройство, принцип работы,
виды и применение
Технологии, которые превращают тепло в движение
1

2.

Что такое двигатель внутреннего сгорания?
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) —
это тепловая машина, в которой топливо
сгорает непосредственно внутри рабочего
цилиндра или камеры сгорания.
Энергия топлива
Движение деталей
При сгорании выделяется
тепло.
Газы давят на поршень.
Результат
Тепловая энергия превращается в механическую работу.
2

3.

Основные части ДВС
Цилиндр и поршень
В цилиндре движется поршень, воспринимающий давление
газов.
Шатун и коленвал
Передают движение поршня и превращают его в вращение.
Клапаны
Открывают и закрывают каналы впуска и выпуска.
Свеча / форсунка
Свеча поджигает смесь в бензиновом моторе; форсунка подаёт
топливо.
3

4.

Как работает четырёхтактный двигатель
1. Впуск
2. Сжатие
Поршень движется вниз. В цилиндр поступает воздух или
топливовоздушная смесь.
Поршень идёт вверх и сжимает содержимое цилиндра.
3. Рабочий ход
4. Выпуск
Смесь воспламеняется; расширяющиеся газы толкают
поршень вниз.
Поршень поднимается и выталкивает отработавшие газы.
4

5.

Как движение передаётся колёсам
Поршень движется вверх и вниз, но
автомобилю нужно вращение. Эту задачу
решает кривошипно-шатунный механизм.
Поршень
Шатун
Получает толчок от газов.
Передаёт усилие
коленвалу.
Коленчатый вал
Преобразует возвратно-поступательное движение во вращение.
5

6.

Бензиновый и дизельный двигатели
Бензиновый двигатель
Дизельный двигатель
• Обычно использует свечу зажигания
• Топливо воспламеняется от высокой температуры
сжатого воздуха
• Смесь воздуха и бензина воспламеняется искрой
• Часто работает тихо и быстро набирает обороты
• Часто имеет высокий крутящий момент
• Нередко экономичнее при большой нагрузке
Оба типа преобразуют энергию топлива в механическую работу, но делают это разными
способами.
6

7.

Топливо, масло и охлаждение
Топливо
Бензин или дизельное топливо служит источником химической энергии.
Моторное масло
Уменьшает трение, отводит часть тепла и защищает детали от износа.
Система охлаждения
Не даёт двигателю перегреваться и поддерживает рабочую
температуру.
7

8.

Сравнение бензинового и дизельного ДВС
Характеристика
Бензиновый ДВС
Дизельный ДВС
Зажигание
Искра от свечи
Сжатие воздуха и самовоспламенение
топлива
Топливо
Бензин
Дизельное топливо
Особенность
Часто легче и тише
Часто экономичнее под нагрузкой
Типичное применение
Легковые автомобили, мотоциклы
Грузовики, автобусы, спецтехника
Важно помнить
Результат зависит от конструкции и режима
работы
Результат зависит от конструкции и режима
работы
Показатели различаются в зависимости от модели, объёма, настроек и условий эксплуатации.
8

9.

Где применяются двигатели внутреннего сгорания?
Транспорт
Автомобили, мотоциклы, автобусы и грузовики
Сельское хозяйство
Тракторы, комбайны и другая техника
Строительство
Экскаваторы, погрузчики, генераторы
Вода и авиация
Катера и часть поршневых самолётов
9

10.

Преимущества и недостатки
Преимущества
Недостатки
✓ Высокая мощность при небольших размерах
× Выбросы вредных веществ
✓ Быстрая заправка
× Шум и вибрация
✓ Большая дальность поездки
× Нужны топливо и регулярное обслуживание
✓ Развитая сеть обслуживания
× Часть энергии теряется в виде тепла
Эффективность двигателя зависит от его конструкции, технического состояния и режима работы.
10

11.

Влияние на окружающую среду
При сгорании топлива образуются выхлопные
газы. Их состав зависит от двигателя, топлива и
очистки выхлопа.
Основные загрязнители
Оксиды азота, угарный газ, углеводороды и твёрдые частицы.
Как уменьшить воздействие
Катализаторы, фильтры, исправный двигатель и качественное
обслуживание.
Экологичность зависит не только от двигателя, но и от всего
жизненного цикла техники.
11

12.

Как продлить срок службы двигателя
Следить за маслом
Менять фильтры
Проверять уровень и менять масло по регламенту.
Воздушный и масляный фильтры помогают защищать
мотор.
Контролировать охлаждение
Не игнорировать неисправности
Следить за уровнем охлаждающей жидкости и
температурой.
Необычный шум, перегрев или лампы предупреждения —
повод для диагностики.
Обслуживание проводят по инструкции производителя; горячие детали и жидкости могут вызвать ожоги.
12

13.

Краткая история ДВС
XIX век
Первые практические двигатели внутреннего
сгорания.
1876 год
Николаус Отто разработал успешный
четырёхтактный двигатель.
1890-е годы
Рудольф Дизель развивал двигатель с
воспламенением от сжатия.
Сегодня
ДВС совершенствуют: повышают
экономичность и снижают выбросы.
13

14.

Современные технологии и будущее
Турбонаддув
Помогает получить больше мощности из рабочего объёма.
Гибридные системы
Сочетают ДВС с электродвигателем и аккумулятором.
Более чистый выхлоп
Катализаторы, фильтры и точное управление впрыском.
Двигатели продолжают развиваться, а в транспорте всё активнее используются электрические и
гибридные решения.
14

15.

Главное, что нужно запомнить
1
ДВС сжигает топливо внутри двигателя и преобразует выделившееся тепло в
механическую работу.
2
В четырёхтактном двигателе циклы работы называются: впуск, сжатие, рабочий ход и
выпуск.
3
Поршень, шатун и коленчатый вал передают усилие и создают вращение.
4
ДВС широко применяется в транспорте и технике, но требует обслуживания и контроля
выбросов.
Двигатель внутреннего сгорания — одна из важнейших машин современной техники.
15

16.

Спасибо
за внимание!
Двигатель внутреннего сгорания
16