Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель в разрезе его работа

Разрезные модели двигателей и агрегатов

Внутреннее затаённое желание каждого человека заглянуть в неведомое — раскрывается, удовлетворяется при визуальном контакте с изделием. Наступает ударный, так называемый wow-эффект, восторг, способный положительно повлиять на настроение и отпечататься в памяти любого человека на всю жизнь. Отсюда возможность многостороннего использования экспоната на большом количестве публичных мероприятий, так или иначе связанных с техникой.

Строение двигателя внутреннего сгорания известно и описано в огромном количестве ресурсов. Однако наглядная демонстрация принципов работы — красноречивее сотен книг. Препарированные агрегаты предоставляют возможность показать «живую» работу механизмов в натуральную величину. Заказывайте двигатели в разрезе для демонстрации на выставках и в учебных классах.

Посмотрев наши галереи, представьте, как будет выглядеть агрегат на Вашей выставке. Какое влияние он окажет на людей всех возрастов, интересов, сословий — на всех, кто видит ЭТО, и несколько минут не может отвести глаза.

Фото агрегата в разрезе с окрашенными деталями

Содержание

Установленный на валу ротор жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй — статором. Диаметр ротора намного превышает диаметр статора, несмотря на это ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Каждая из вершин трёхгранного ротора совершает движение по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре с помощью трёх клапанов.

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого (экономия составляет около тысячи деталей), а отсутствие сопряжения (картерное пространство, коленвал и шатуны) между отдельными рабочими камерами обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. За один оборот двигатель выполняет три полных рабочих цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя.

Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Практическое применение получили двигатели с трёхгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: R:r = 2:3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п.

Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, масла — от 0,4 л до 1 л на 1000 км.

Особенности конструкции

Устройство дизельного двигателя, по большому счету имеет не так уж много отличий в сравнении с бензиновым аналогом. Это все тот же поршневой мотор внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива осуществляется не посредством искры, а за счет сжатия или нагрева. В его конструкции можно выделить несколько основных элементов:

  • Поршни;
  • Цилиндры;
  • Топливные форсунки;
  • Свечи накаливания;
  • Клапан впускной и выпускной;
  • Турбина;
  • Интеркулер.

Для сравнения: КПД бензинового мотора в среднем составляет порядка 30%, в случае с дизельным вариантом этот показатель увеличивается до 40%, а с турбонаддувом и во все до 50%!

Более того, схемы функционирования также очень похожи между собой. Отличаются лишь процессы создания топливовоздушной смеси и ее сгорания. Ну и еще одно глобальное отличие – это прочность деталей. Обуславливается такой момент значительно большим уровнем степени сжатия, ведь если в «зажигалках» допускается небольшой люфт между деталями, то в дизеле все должно быть максимально плотно.

Читать еще:  Быстро повышается температура двигателя ваз

Тема урока: «Тепловые двигатели (двигатель внутреннего сгорания)»

Разделы: Физика

Тип урока: Изучение нового материала.

Цели урока:

  • Сформировать знание учащихся о работе пара и газа на примере изучения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
  • Ознакомить учащихся с устройством и принципом работы такого двигателя.
  • Развивать умение работать с текстами учебника, находить ответы на предложенные вопросы, сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы (такты в работе двигателя).
  • Раскрыть взаимосвязь развития природы, техники и общества.
  • Воспитывать аккуратность, организованность, любознательность учащихся к творчеству классиков науки и технике, как средство самореализации личности, любовь к природе (уделяя вопросам охране окружающей среды).

Оборудование:

  • Модель двигателя внутреннего сгорания.
  • Штатив, пробирка с пробкой, спиртовка.
  • Выставка “Техника и жизнь”.
  • Выставка “Рефератов”.
  • Таблица.

Продлеваешь жизнь природе,
Продлеваешь жизнь себе.

Добрый день! Я рада вновь видеть вас и думаю, что мы сегодня поднимемся еще выше на одну ступеньку знаний.

ПЛАН

  1. Организационный момент (готовность класса).
  2. Постановка проблемы:
    а) проведение демонстрации;
    б) фронтальный опрос (3в).
  3. Тема урока, цель (обращаю внимание на проблему).
  4. Объяснение нового материала:
    а) устройство двигателя внутреннего сгорания;
    б) модель двигателя внутреннего сгорания;
    в) схема работы двигателя внутреннего сгорания.
  5. 5. Закрепление “Проверь себя”.
  6. 6. Физическая пауза.
  7. 7. Выступление учащихся:
    а) “Историк”;
    б) “Конструктор”;
    в) “Инженер по ТБ”;
    г) “Врач”;
    д) “Эколог”;
  8. Итоги урока.
  9. Домашнее задание.

Постановка проблемы

Проведение демонстрационных опытов.

В пробирку нальем немного воды, затем плотно закроем ее пробкой и нагреем воду до кипения. Пробка выскочит

  • За счет чего выскочила пробка?
  • В какую энергию перешла энергия пара?

Ответ: Энергия топлива перешла во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу – выталкивает пробку.

  • Как вы думаете, где данное явление используется в технике?

Ответ: Используется в работе тепловых двигателей.

И тема сегодняшнего урока “Тепловые двигатели” (учащиеся записывают тему в тетради). Человек изобрел множество машин и устройств для облегчения своего передвижения.

Объяснение нового материала

Тепловыми двигателями называют машины, в которых энергия топлива превращается в механическую энергию.

Существует несколько видов тепловых двигателей.

Во всех этих двигателях энергия топлива переходит в энергию газа или пара, газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Из всех существующих двигателей мы рассмотрим ДВС. Так что же принесли в мир тепловые машины – добро или зло. Давайте вместе размышлять. Приглашаю вас отправиться в путешествие за знанием, на таком транспорте, где используется ДВС, а для этого нам предстоит узнать:

  • Почему двигатель называют ДВС.
  • Устройство двигателя внутреннего сгорания.
  • Схему работы такого двигателя.

В путешествии нам помогут журналист, конструктор, инженер по ТБ и эколог.

ДВС – очень распространенный вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя (записать в тетради).

ДВС – работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

Читать еще:  Что такое воздухозаборник двигателя

Рассмотрим модель ДВС в разрезе.

Работа с книгой (стр. 53, рис. 24).

Двигатель состоит из цилиндра, в котором, перемешается поршень 3, соединенный посредством шатуна 4, с коленчатым валом 5. На валу укреплен тяжелый маховик 6, предназначенный для уменьшения неравномерности вращения вала.

В верхней части цилиндра имеется 2 клапана 1 и 2, которые открываются и закрываются механически при помощи распределительного вала, 7 свеча.

А теперь более подробно рассмотрим схему работы такого двигателя.

Один рабочий цикл в двигателе происходит за 4 хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными.

Цикл двигателя:

  1. Впуск.
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход.
  4. Выпуск.

Итак, мы с вами узнали, почему двигатель называют ДВС.

Устройство:

Схема. Чтобы отправиться в путешествие мы проверим себя.

Разминка

Закрепим циклы работы двигателя внутреннего сгорания (попрошу всех встать и продемонстрировать работу ДВС)

Проверим себя

На рисунке схематично изображено 4 такта работы ДВС. Соответствует ли последовательность расположенных рисунков а–г, чередованию тактов? Как вы предлагаете их расположить? (г, в, б, а)

Убери лишнее

  1. клапаны
  2. болты
  3. цилиндры
  4. свечи
  5. коленчатый вал
  6. гайки
  7. шатун
  8. диск

(2, 6, 8)

  • Так, что же несут ДВС?

На эти вопросы нам ответят историк, врач, инженер по ТБ, эколог и конструктор (учащиеся выступают с сообщениями).

Мы с вами славно поработали, но можем больше. Человек подобен аккумулятору, а заряжается он в школе знаниями.

Стихотворение Н. Аникина:

Если мы вредим природе,
Мы вредим самим себе.
С юных лет должны ребята
Все живое охранять.
Чтоб за страшную ошибку
На природу не пенять.
Лозунг жив еще в народе,
Повторяй его везде
Продлеваешь жизнь природе –
Продлеваешь жизнь себе.

Домашнее задание

Предложить свой проект теплового двигателя (экологически чистого) или составить кроссворд.

Ответить на вопросы: Какие экологические проблемы породили тепловы двигатели? Каковы пути их решения?

Перед вами кроссворд наоборот. Составьте к словам вопросы.

Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель принцип работы.

В наше время на автомобилях используются четырехтактные многоцилиндровые двигатели. Для того, чтобы вы могли самостоятельно ремонтировать двигатель и определять характер неисправности, вначале необходимо узнать его устройство и принцип работы. Для того чтобы представить как же он все таки работает, рассмотрим принцип работы одноцилиндрового четырехтактного бензинового двигателя. Отличие у них только в количестве цилиндров.

Рис 1 – Одноцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель в разрезе.

1 – глушитель. 2 – пружина клапана. 3 – карбюратор. 4 – впускной клапан. 5 – поршень. 6 — свеча зажигания. 7 – выпускной клапан. 8 – шатун. 9 – маховик. 10 – распределительный вал. 11 – коленчатый вал.

    Принцип работы одноцилиндрового четырехтактного двигателя следующий:
    Такт впуска. Такт – это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.

Рис 2 – Такт впуска.

1 – впускной клапан. 2 – свеча зажигания. 3 – выпускной клапан. 4 – шатун.

Направление вращения коленчатого вала происходит по часовой стрелке. Вначале поршень у нас находится в верхней мертвой точке ВМТ. За первый такт коленчатый вал совершает пол оборота (180 градусов), тем самым перемещая поршень из ВМТ в нижнюю мертвую точку НМТ. Когда поршень перемещается вниз, у нас в цилиндре создается разряжение. Одновременно с перемещением поршня открывается впускной клапан 1, в конце первого такта клапан откроется полностью. Благодаря создавшемуся разряжению в цилиндре засасывается горючая смесь, которая представляет собой смешанные пары бензина с воздухом. Не забываем, что в цилиндре у нас еще присутствуют продукты сгорания от предыдущего цикла. В итоге это все смешивается и у нас получается рабочая смесь.

Читать еще:  Что такое моторесурс двигателя танка

Рис 3 — Такт сжатия.

Следующий оборот на 180 градусов приводит перемещение из НМТ в ВМТ. В этом такте оба клапана у нас закрыты, что приводит рабочую смесь к сжатию и повышению давления до 1.8 МПа и температуры 600 градусов Цельсия. Подробнее о такте сжатия.
Такт расширение. Рабочий ход.

Рис 4 — Такт расширение. Рабочий ход.

По окончанию сжатия происходит воспламенение рабочей смеси от искры создаваемой свечей 2 и ее сгорание. Что приводит к увеличению температуры до 2500 градусов Цельсия и давления до 5 МПа. За счет резкого повышения давления, поршень начинает перемещаться вниз, толкая шатун 4, который в свою очередь совершает вращательное действие на коленчатый вал. В этом такте совершается полезная работа, тепловая энергия преобразуется в механическую. При подходе поршня к НМТ начинает открываться выпускной клапан 3, через который отводятся отработанные газы. В результате температура у нас падает до 1200 градусов, а давление до 0.65 МПа. Подробнее о такте рабочего хода.
Такт выпуска.

Рис 5 – Такт выпуска.

В этом такте у нас полностью открывается выпускной клапан 3. Поршень перемещается из нижней мертвой точки в высшую, выталкивая отработанные газы. Далее газы попадают в выпускной коллектор, затем пройдя через глушитель в атмосферу. В конце такта температура в цилиндре падает до 500 градусов, а давление до 0.1 МПа. Полностью цилиндр от отработанных газов не освобождается, какой-то их процент остается и участвует в последующем такте. Подробнее о такте выпуска.

В процессе работы двигателя все перечисленные такты повторяются циклически. При 3 такте, где совершается рабочий ход поршня, механическая энергия от коленвала передается маховику, которую он накапливает и использует ее в последующих тактах. Благодаря маховику работа двигателя становится ровной и устойчивой.

Блок цилиндров

Представляет собой цельноотлитую деталь, объединяющей цилиндры двигателя. На нем располагаются опорные поверхности для установки коленчатого вала, а к верхней части, как правило, крепится головка блока цилиндров.

Цилиндры в блоке делаются либо отлитыми заедино с блоком, либо представляют собой отдельные сменные втулки.

Также, блок отрабатывает еще, не менее важную, функцию — по отверстия в блоке под давлением подается масло для смазки.

Внутренние стенки цилиндров служат направляющими для поршней во время их перемещения.

Вывод

Принцип работы двигателя достаточно простой. Так, если посмотреть на разрез ДВС и понять расположение деталей можно легко разобраться с устройством движка, а также последовательности его процесса работы.

Вариантов расположения деталей мотора достаточно много и каждый автопроизводитель сам решает, как расположить цилиндры, сколько их будет, а также какую систему впрыска установить. Все это и даёт конструктивные особенности и характеристики мотора.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector