Städtische Bildungseinrichtung

Sekundarschule №6

Zusammenfassung in der Physik zum Thema:

Motoren interne Verbrennung. Ihre Vor- und Nachteile.

Schüler der Klasse 8 "A"

Butrinova Alexandra

Lehrer: Shulpina Taisiya Vladimirovna

1. Einleitung …………………………………………………………… .. Seite 3

Um dieses Konzept auf die Engine anzuwenden, betrachten wir das folgende Diagramm. Im Diagramm sehen wir den Kolben Nr. 1 am Ende seines kraftvollen Schlags am unteren Totpunkt; daher befindet sich der Kolben Nr. 3 am Ende seines Kompressionstakts, um sein Gemisch einzuschalten, wonach sich der Kolben Nr. 4 am Ende seines Saughubes befindet und der Kolben Nr. 2 am Ende seines Hubs ist. rennen

Wenn wir berücksichtigen, dass der Motor, wenn er seine Zylinder vollständig füllt, eine höhere Kompression und eine effizientere Verbrennung aufweist, ist es klar, dass Einlassventile eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieses Ziels spielen. Eine der wichtigsten Errungenschaften auf diesem Gebiet ist zweifellos die Konstruktion von Mehrventilmotoren. Wenn in einem typischen Motor haben wir ein Auslassventil und einlassventil Für jeden Zylinder kann ein Mehrventilmotor drei Einlassventile und zwei Auslassventile pro Zylinder haben, d. h. er hat fünf Ventile pro Zylinder.

1.1.Der Zweck der Arbeit

1.2.aufgaben

2. Hauptteil.

2.1.Die Entstehungsgeschichte von Verbrennungsmotoren ... ... ... ... ... ... .... Seite 4

2.2.Gemeinsames Gerät Verbrennungsmotoren …………… Seite 7

2.2.1. Zweitakt- und Viertaktmotoren

interne Verbrennung; ……………………………………. …………… .. Seite 15

Wenn der Motor aus vier Zylindern besteht, hat er insgesamt 20 Ventile. Sie sagen, es sei einfach, aber die Anzahl der Ventile führt zu Konstruktionsproblemen, damit sie funktionieren. Nocken, eine zum Bewegen des Saugers und die andere zum Bewegen abgas. Derjenige, der den Auslass bewegen wird, hat acht Nocken in vier Paaren, und derjenige, der die Einlassnocken bewegt, sollte zwölf Nocken in vier gleichen Gruppen haben. Außerdem ist der für jeden Zylinder im Zylinderkopf zur Verfügung stehende Raum zu klein, um fünf Ventile aufzunehmen, so dass deren Durchmesser verringert wird.

2.3.Moderne Verbrennungsmotoren.

2.3.1. In den Verbrennungsmotor eingebettete neue Konstruktionslösungen; …………………………………………………………………………. 21

2.3.2. Die Aufgaben, mit denen Designer konfrontiert werden .......................... S.22

2.4. Vor- und Nachteile gegenüber anderen Arten von Verbrennungsmotoren …………………………………………………… .. S. 23

Somit war zusätzlich zu den Ventilen ausreichend Platz für die Zündkerze vorhanden. Detail des Kopfes im Zylinder mit 5 Ventilen. Detail des Kopfes von 4 Zylindern. Wie in der vorherigen Abbildung zu sehen ist, ist der Raum für Ventile von entscheidender Bedeutung, aber die Luftmenge, die aufgenommen und ausgestoßen wurde, ist viel höher als bei Systemen mit weniger Ventilen. Dies führt zu einer größeren Effizienz beim Füllen der Zylinder und Abgase, wobei praktisch keine Einschränkungen bestehen. Das Ergebnis: ein Hochleistungsmotor mit sehr geringen Schadstoffemissionen.

2,5. Die Verwendung eines Verbrennungsmotors .. ...................... S.25

3. Abgeschlossen …………………………………………………………………. S. 26

4. Referenzen ……………………………………………………… .. S. 27

5. Anträge ………………………………………………………………. S. 28

1. Einleitung

1.1. Zweck der Arbeit:

Analysieren Sie die Entdeckungen und Errungenschaften von Wissenschaftlern zur Erfindung und Anwendung des Verbrennungsmotors (DVS), erzählen Sie deren Vor- und Nachteile.

Kohlendioxid und andere schädliche Partikel, die aus Auspuffrohren von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor stammen, leisten einen großen Beitrag, da ihre Anzahl so groß ist. Trägt zum Treibhauseffekt, zum sauren Regen und zur Ozonschicht bei: - Treibhauseffekt: Die Verbrennung fossiler Brennstoffe erhöht die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre.

Saurer Regen: hauptsächlich durch Stickstoff verursacht. Ausgelöst durch Auspuffrohre. Wenn diese Verschmutzung mit Wasserdampf und Sauerstoff aus der Atmosphäre gemischt wird, bilden sich Salpetersäure und Schwefelsäure. Diese Mischung fällt mit Regen und erhöht die Säure von Seen, Flüssen und Substraten im Allgemeinen, einschließlich Pflanzen und Tieren.

1.2. Aufgaben:

1. Die notwendige Literatur zu studieren und das Material auszuarbeiten

2. theoretische Studien durchführen (DVS)

3. Um zu klären, welche von (D.C.C.) besser ist.

2. Hauptteil.

2.1 .Die Geschichte des Verbrennungsmotors .

Das Projekt des ersten Verbrennungsmotors (ICE) gehört dem berühmten Erfinder des Uhrenankers Christian Huygens und wurde bereits im 17. Jahrhundert vorgeschlagen. Interessanterweise sollte Schießpulver als Treibstoff verwendet werden, und die Idee selbst wurde von einem Artilleriegeschütz vorgeschlagen. Alle Versuche von Denis Papen, ein Auto nach diesem Prinzip zu bauen, waren nicht von Erfolg gekrönt. Historisch gesehen, der erste funktionierende Verbrennungsmotor, der 1859 vom belgischen Erfinder Jean Joseph Etienne Lenoir patentiert wurde.

Zwar müssen Fahrzeuge Katalysatoren im Abgasschalldämpfer aufweisen auspuffrohrDiese Maßnahme reicht nicht aus. Wir müssen kleine Änderungen am Motor vornehmen, um ihn anzupassen. An diesem Ende des Jahrhunderts stellen sich neue Probleme für das Auto: Zum einen wird versucht, den bisher erreichten Nutzen aufrecht zu erhalten und zum anderen, den Energieverbrauch so gering wie möglich zu halten und die durch die Gasemission verursachte Verschmutzung zu reduzieren. Ein Elektroauto in diesem Sinne ist eine klare Alternative.

Es werden Prototypen von Fahrzeugen mit Elektromotor entwickelt. Eine Alternative ist ein Motor mit Keramikteilen anstelle von Legierungen. Der Keramikmotor hält zehnmal länger, da der Verschleiß nahezu Null ist. Es erfordert keine Kühlung oder Schmierung des Motors, da mit mehr gearbeitet werden kann hohe Temperaturen ohne Wärmeleckage.

Der Lenoir-Motor hat einen niedrigen thermischen Wirkungsgrad, außerdem hatte er im Vergleich zu anderen Hubkolben-Verbrennungsmotoren eine extrem niedrige Leistung, die einer Einheit des Arbeitsvolumens des Zylinders entnommen wurde.

Der Motor mit dem 18-Liter-Zylinder entwickelte eine Leistung von nur 2 PS. Diese Mängel waren auf die fehlende Kompression des Lenoir-Motors zurückzuführen. kraftstoffgemisch vor der Zündung Ottos Motor mit gleicher Leistung (in dessen Zyklus ein spezieller Kompressionshub vorgesehen war) wog ein Vielfaches und war viel kompakter.
Selbst die offensichtlichen Vorteile des Lenoir-Motors - ein relativ geringes Geräusch (eine Folge von Abgasen bei nahezu atmosphärischem Druck) und ein geringer Vibrationsgrad (eine Folge einer gleichmäßigeren Verteilung der Arbeitstakte über den gesamten Zyklus) halfen dem Wettbewerb nicht.

Dies erfordert viel mehr Energie, da die Verbrennung perfekt ist und eine bessere Leistung mit weniger Verbrauch und ohne zu bieten hat. Schadstoffe wie Kohlenmonoxid abgeben. Der Grund, warum es außer für Prototypen nicht verwendet wird, ist, dass Keramiken sehr zerbrechlich sind und mit einem kleinen Schlag gebrochen werden können, aber Lösungen für dieses Problem werden gesucht.

Elektrisch in der Stadt und auf der Autobahn brennen, wo mehr Autonomie erforderlich ist. Dies ist ein Auto mit "Start und Einbau" des Motors. Wir müssen auch die Sonne berücksichtigen, die am häufigsten auf unserem Planeten verfügbare und am wenigsten verschmutzende Energie. Hunderte von Fahrzeugmodellen wurden bereits entwickelt, die sich durch den Strom von Photovoltaik-Solarmodulen bewegen. Elektrische Batterien ermöglichen den Betrieb auch bei versteckter Sonne.

Während des Betriebs der Motoren stellte sich jedoch heraus, dass der Gasverbrauch pro PS 3 Kubikmeter pro Meter beträgt. pro Stunde an der Stelle angenommen etwa 0,5 cu / m. Der Wirkungsgrad des Lenoir-Motors betrug nur 3,3% dampfmaschinen Zu diesem Zeitpunkt erreichte der Wirkungsgrad 10%.

1876 stellten Otto und Langen auf der zweiten Weltausstellung in Paris aus neuer Motor Leistung 0,5 PS (Abb. № 2)

Immer mehr Autohersteller setzen auf Elektroautos als Alternative zu Autos mit Verbrennungsmotor. Letztere funktionieren offensichtlich dank Erdölprodukten wie Benzin oder Dieselkraftstoff.

Im Laufe der Jahre haben Marken mit der Einführung elektrischer Versionen einiger ihrer berühmtesten Modelle begonnen. Diejenigen, die mehr Einfluss haben, ziehen es vor, differenzierte Fahrzeuge zu erstellen.

Der Markt für Elektroautos bewegt sich langsam, aber mit Definition. Nach und nach sehen wir, wie das Niveau dieser alternativen Motoren an Bedeutung gewinnt. Es ist langsam, aber stetig, weshalb wir umdenken müssen, wenn wir wirklich bereit sind, die Veränderung des Parkplatzes zu meistern.

Abb.2 Ottomotor

Trotz der Unvollkommenheit des Designs dieses Motors, der an die ersten Dampf-Atmosphären-Maschinen erinnert, zeigte es für diese Zeit einen hohen Wirkungsgrad; Der Gasverbrauch betrug 82 Kubikmeter. PS pro Stunde und Effizienz betrug 14%. Seit 10 Jahren werden rund 10.000 dieser Motoren für die Kleinindustrie hergestellt.

Bevor Sie in den Pool springen und ein Elektroauto kaufen, müssen Sie wissen, welche Vor- und Nachteile im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auftreten. Deshalb werden wir diese beiden Abschnitte analysieren.

Nichtemission von kontaminierenden Partikeln als Differenzelement

Die zwei Hauptvorteile eines Elektrofahrzeugs sind die Kosten pro Kilometer und die nicht vorhandenen Emissionen in die Atmosphäre während der Fahrt. Mit einem Preis von etwa 1 Euro pro 100 Kilometer ist dies eine Option, um dies zu berücksichtigen. Es hat nichts mit dem Verbrauch eines Autos mit Verbrennungsmotor zu tun, der auch die Kraftstoffkosten erhöhen muss. Auf der anderen Seite ist es wichtig, das Fehlen von Schadstoffemissionen zu betonen. In der Tat sollte die Verschmutzung berücksichtigt werden, die von der Energie ausgeht, mit der wir diesen Fahrzeugtyp beladen.

1878 baute Otto die Idee des Viertaktmotors von Boudhe-Roche auf. Gleichzeitig mit der Verwendung von Gas als Brennstoff wird die Idee der Verwendung von Dämpfen von Benzin, Benzin, Naphtha als Material für z brennbares Gemischund aus den 90er Jahren und Kerosin. Der Kraftstoffverbrauch dieser Motoren lag bei etwa 0,5 kg pro PS und Stunde.

Darüber hinaus wurde auch die Lärmbelästigung beseitigt, was nicht berücksichtigt wird, aber in großen Städten, die sich auf die Gesundheit auswirken, ein ernstes Problem darstellt, da sie als Schadstoffverursacher bekannt ist. Weitere günstige Aspekte, die hervorgehoben werden sollten, sind Steuersenkungen und Ausgabenkürzungen, die diese belasten fahrzeuge vor ihren Benzinkollegen.

Trotz dieser Mängel gibt es viele Vorteile und die Wachstumserwartungen dieses Fahrzeugtyps sind beträchtlich. Vor allem, wenn Sie von einer wachsenden Anzahl von Marken unterstützt werden, einschließlich der sogenannten Premium-Marke. Elektrofahrzeuge scheinen mit der Zukunft der Automobilindustrie verbunden zu sein. Aus diesem Grund werden wir Sie über alle Neuigkeiten in diesem Segment auf dem Laufenden halten.

Seit dieser Zeit haben sich die Verbrennungsmotoren (DVS) im Hinblick auf die Funktionsweise der verwendeten Materialien in der Fertigung geändert. Verbrennungsmotoren sind leistungsfähiger, kompakter und leichter geworden, aber immer noch von 10 Litern Kraftstoff im Verbrennungsmotor werden nur etwa 2 Liter für nützliche Arbeiten verwendet, die restlichen 8 Liter werden verschwendet. Das heißt, der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors beträgt nur 20%.

Wir könnten Benzinmotoren als thermodynamische Maschinen definieren, die dafür verantwortlich sind, die durch Mischen von Luft und Kraftstoff verursachte chemische Zündenergie in mechanische Energie umzuwandeln, um eine Fahrzeugverschiebung zu erzeugen. Explosivmotoren, die Benzin als Kraftstoff verwenden, sind strukturell denjenigen ähnlich, die Diesel oder Diesel verwenden, obwohl jeder von ihnen unterschiedliche Erträge erzielen kann.

Wie funktioniert ein Benzinmotor?

Benzinmotoren arbeiten, wie wir bereits angedeutet haben, viermal in Zyklen, was grob durch die Tatsache erklärt werden kann, dass sie wie folgt arbeiten. Einlass: Zunächst wird das Einlassventil durch Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in die Zylinder geöffnet. Kompression: Kurz vor dem unteren Totpunkt schließt das Ventil und der Kolben steigt an, wodurch die Mischung komprimiert wird. Explosion: Kurz vor dem oberen Totpunkt springt ein Funke einer Zündkerze aus einem Hochspannungskreis über vierzehntausend Volt, was zu einer Explosion und einem Kolbenabstieg führt. Wir können davon ausgehen, dass Benzinmotoren im Allgemeinen eine bessere Leistung bieten, da ihre Verbrennung viel Leistung erzeugt, die immer durch die Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs bestimmt wird, insbesondere wenn Kriterien wie Geschwindigkeit oder Beschleunigungsfähigkeit berücksichtigt werden.

2. 2. Die allgemeine Einrichtung des Verbrennungsmotors.

Die Basis jedes DVS.S. der Kolben bewegt sich in dem Zylinder unter der Wirkung des Drucks von Gasen, die während der Verbrennung des Kraftstoffgemisches gebildet werden, im folgenden als arbeiten bezeichnet. Es verbrennt den Brennstoff nicht selbst. Es verbrennen nur seine mit Luft vermischten Dämpfe, die das Arbeitsgemisch für den Verbrennungsmotor sind. Wenn diese Mischung in Brand gesetzt wird, brennt sie sofort und vergrößert sich um ein Vielfaches. Und wenn Sie die Mischung in ein geschlossenes Volumen geben und eine Wand beweglich machen, dann an dieser Wand
Es wird ein enormer Druck entstehen, der die Wand bewegen wird.

Im Vergleich dazu können wir auch sagen, dass Benzinmotoren leichter sind, was es ihnen leichter macht, eine Revolution zu machen, sodass wir generell sagen können, dass Benzinmotoren bei hohen Geschwindigkeiten besser funktionieren. Dies liegt daran, dass Ihr System weniger Vibrationen und Geräusche im Motorblock erzeugt. Was die Preise auf dem Markt betrifft, sind die Benzinversionen der meisten Autos in der Regel kostengünstiger, und ihre Reparatur- und Ersatzteile sind viel billiger. Andererseits ist der Verbrauch höher und der Kraftstoffpreis höher.

David Diaz, ein anderer unserer Experten im Ersatzteilbereich, fügt hinzu: Am Ende leidet der Benzinmotor an Verschleiß, da er auch bei gleicher Geschwindigkeit mit höheren Geschwindigkeiten arbeitet. Strom wird durch eine sofortige Explosion erzeugt, und die Verteilung der Energie ist linearer dieselmotor.

Dvs verwendet auf personenkraftwagenbestehen aus zwei Mechanismen: Kurbel- und Gasverteilung sowie den folgenden Systemen:

· Ernährung;

· Abgasemission

· Zündung;

· Kühlung;

· Fett einfetten.

Hauptteile von ICE:

· Zylinderkopf;

· Zylinder;

· Kolben;

Im Allgemeinen sind dies die Eigenschaften, die einen Benzinmotor ausmachen. Wenn Sie weitere Unterschiede zu Dieselmotoren feststellen möchten, empfehlen wir Ihnen, den Abschnitt "Mechanik" zu durchsuchen. Tatsächlich werden Stirling-Motoren heutzutage nur in einigen hochspezialisierten Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in U-Booten oder Hilfsgeneratoren für Yachten, bei denen ein geräuscharmer Betrieb wichtig ist. Aus diesem Grund werden sie noch nicht in großem Umfang eingesetzt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie daran arbeiten, wenn wir tatsächlich die Vorteile berücksichtigen, die wir später besprechen werden.

· kolbenringe;

· Kolbenbolzen;

· Stangen;

· Kurbelwelle

· Schwungrad;

· nockenwelle mit Nocken;

· Ventile;

· Zündkerzen.

Die meisten moderne Autos Klein- und Mittelklasse mit Vierzylindermotoren. Es gibt Motoren und ein größeres Volumen - mit acht und sogar zwölf Zylindern (Abb. 3). Je größer der Motor ist, desto stärker ist er und desto höher ist der Kraftstoffverbrauch.

Wie funktioniert der Stirlingmotor?

Der Stirlingmotor verwendet einen Stirlingzyklus, der sich von den bei Verbrennungsmotoren verwendeten Zyklen unterscheidet. Die im Stirling-Motor verwendeten Gase verlassen den Motor nie. Es hat keine Auslassventile, die Gase freisetzen hoher DruckZum Beispiel in einem Benzin- oder Dieselmotor, und es gibt keine Explosionen. Aus diesem Grund sind Stirling-Motoren sehr leise.

Darüber hinaus verwendet der Stirling-Motor eine externe Wärmequelle, die alles sein kann: von Benzin bis zu Solarenergie oder sogar von der Wärme, die durch Zersetzungseinrichtungen abgegeben wird, um eine Verbrennung in den Motorzylindern zu verhindern. Das Schlüsselprinzip eines Stirlingmotors ist, dass eine feste Menge Gas im Motor eingeschlossen ist. Der Stirling-Zyklus umfasst eine Reihe von Ereignissen, die den Gasdruck im Motor ändern und ihn zwingen, zu arbeiten.

Das Prinzip des Verbrennungsmotors lässt sich am einfachsten am Beispiel eines Einzylinder-Ottomotors betrachten. Ein solcher Motor besteht aus einem Zylinder mit einer inneren Spiegelfläche, auf die ein abnehmbarer Kopf aufgeschraubt ist. Im Zylinder befindet sich ein zylindrischer Kolben - ein Glas, bestehend aus einem Kopf und einer Schürze (Abb. 4). Auf dem Kolben befinden sich Nuten, in die Kolbenringe eingebaut sind. Sie sorgen für die Dichtheit des Raums über dem Kolben und verhindern, dass die während des Motorbetriebs erzeugten Gase unter den Kolben gelangen. Außerdem verhindern Kolbenringe, dass Öl in den Raum oberhalb des Kolbens gelangt (das Öl soll die Innenfläche des Zylinders schmieren). Mit anderen Worten, diese Ringe spielen die Rolle der Dichtungen und sind in zwei Arten unterteilt: Verdichtung (die keine Gase einlassen) und Ölabstreifer (Verhindern des Eindringens von Öl in die Brennkammer) (Abb. 5).

Abb. 3 Anordnungen von Zylindern in Motoren verschiedener Anordnungen:
und - Vierzylinder; b - Sechszylinder; in - Zwölfzylinder (α - der Einsturzwinkel)

Abb. 4 Der Kolben

Ein Gemisch aus Benzin und Luft, das von einem Vergaser oder einer Einspritzdüse hergestellt wird, gelangt in den Zylinder, wo es durch einen Kolben komprimiert und durch einen Funken einer Zündkerze gezündet wird. Beim Verbrennen und Ausdehnen bewegt sich der Kolben nach unten.

So wird Wärmeenergie in mechanisch.

Abb. 5 Kolben mit einer Stange:

1 - Pleuelanordnung; 2 - Pleuelkappe; 3 - Pleueleinlage; 4 - Schraubenmutter; 5 - der Bolzen der Abdeckung der Stange; 6 - Pleuelstange; 7 - Pleuelbuchse; 8 - Sicherungsringe; 9 - Kolbenbolzen; 10 - der Kolben; 11 - Ölabstreifring; 12, 13 - Kompressionsringe

Darauf folgt die Umwandlung des Kolbenhubs in die Drehung der Welle. Hierzu ist der Kolben mit einem Finger und einer Pleuelstange schwenkbar mit der Kurbel verbunden. kurbelwelledie sich auf Lagern dreht, die im Kurbelgehäuse des Motors eingebaut sind (Abb. 6).

Abb. 6 Kurbelwelle mit Schwungrad:

1 - Kurbelwelle; 2 - Pleuellagerschale; 3 - hartnäckige Halbringe; 4 - Schwungrad; 5 - Scheibe für Schwungrad - Befestigungsschrauben; 6 - Einsätze des ersten, zweiten, vierten und fünften Hauptlagers; 7 - zentraler (dritter) Lagereinsatz

Durch das Bewegen des Kolbens im Zylinder von oben nach unten und zurück durch die Pleuelstange dreht sich die Kurbelwelle.

Der obere Totpunkt (TDC) ist die höchste Position des Kolbens im Zylinder (dh der Ort, an dem der Kolben nicht weiter nach oben fährt und bereit ist, sich nach unten zu bewegen) (siehe Abb. 4).

Die unterste Position des Kolbens im Zylinder (dh die Stelle, an der der Kolben nicht mehr nach unten abfährt und bereit ist, sich nach oben zu bewegen) wird als unterer Totpunkt (LDP) bezeichnet (siehe Abb. 4).

Der Abstand zwischen den Extrempositionen des Kolbens (von OT bis NMT) wird Kolbenhub genannt.

Wenn sich der Kolben von oben nach unten bewegt (von OT nach UT), ändert sich das darüber liegende Volumen von Minimum zu Maximum. Das minimale Volumen im Zylinder über dem Kolben, wenn es sich im oberen Totpunkt befindet, ist die Brennkammer.

Und das Volumen über dem Zylinder, wenn es sich in NMT befindet, wird als Zylinderverschiebung bezeichnet. Das Arbeitsvolumen aller Motorzylinder insgesamt, ausgedrückt in Litern, wird als Motorleistung bezeichnet. Das Gesamtvolumen eines Zylinders ist die Summe aus Arbeitsvolumen und Volumen der Brennkammer, wenn sich der Kolben im UT befindet.

Wichtig iCE-Charakteristik ist sein Verdichtungsverhältnis, das als das Verhältnis des Gesamtvolumens des Zylinders zum Volumen der Brennkammer definiert ist. Das Kompressionsverhältnis gibt an, wie oft das in den Zylinder gelangende Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert wird, wenn der Kolben vom unteren zum oberen Totpunkt bewegt wird. Für Benzinmotoren liegt das Verdichtungsverhältnis zwischen 6 und 14, für Dieselmotoren zwischen 14 und 24. Der Kompressionsgrad bestimmt weitgehend die Leistung des Motors und seine Effizienz und beeinflusst auch erheblich die Toxizität der Abgase.

Die Motorleistung wird entweder in Kilowatt gemessen pS (öfter verwendet). Zur gleichen Zeit 1 l. c. gleich etwa 0,735 kW. Wie bereits gesagt, basiert der Betrieb eines Verbrennungsmotors auf der Verwendung der Druckkraft von Gasen, die während der Verbrennung in dem Zylinder des Kraftstoff-Luft-Gemisches erzeugt werden.

In Benzin und gasmotoren Das Gemisch zündet aus den Zündkerzen (Abb. 7), in Diesel - aus der Kompression.

Abb. 7 Zündkerze

Wenn ein Einzylindermotor in Betrieb ist, dreht sich die Kurbelwelle ungleichmäßig: Zum Zeitpunkt der Verbrennung des brennbaren Gemisches beschleunigt es stark und der Rest verlangsamt sich. Um die Gleichmäßigkeit der Rotation weiter zu verbessern kurbelwelleWenn Sie aus dem Motorgehäuse kommen, befestigen Sie das massive Scheiben - Schwungrad (vgl. Abb. 6). Wenn der Motor läuft, dreht sich die Welle mit dem Schwungrad.

2.2.1. Zweitakt- und Viertakteinrichtung

verbrennungsmotoren;

Zweitaktmotor - kolbenmotor interne Verbrennung, bei der der Arbeitsprozess in jedem der Zylinder in einer Umdrehung der Kurbelwelle stattfindet, das heißt in zwei Kolbenhüben. Kompression und Arbeitshübe eines Zweitaktmotors erfolgen auf die gleiche Weise wie bei einem Viertaktmotor, aber die Reinigungs- und Befüllvorgänge des Zylinders werden kombiniert und nicht innerhalb einzelner Zyklen ausgeführt, sondern in kurzer Zeit, wenn sich der Kolben in der Nähe des unteren Totpunkts befindet (Abb. 8).

Abb.8 Zweitaktmotor

Aufgrund der Tatsache, dass bei einem Zweitaktmotor bei gleicher Zylinderzahl und der Drehzahl der Kurbelwelle Arbeitstakte doppelt so oft auftreten, ist ein Liter Fassungsvermögen von Zweitaktmotoren höher als bei Viertaktmotoren - theoretisch doppelt, in der Praxis 1,5-1,7 Mal, da ein Teil des Nutzhubs des Kolbens durch Gaswechselvorgänge belegt ist und der Gaswechsel selbst weniger perfekt ist als der von Viertaktmotoren.

Im Gegensatz zu Viertaktmotoren, bei denen Abgas aus dem Kolben herausgesaugt und frisches Gemisch angesaugt wird, wird bei Zweitaktmotoren der Gaswechsel durch Zufuhr des Arbeitsgemisches oder der Luft (bei Dieselmotoren) in den Zylinder unter dem von der Spülpumpe erzeugten Druck durchgeführt, und der Gasaustauschprozess wird aufgerufen bereinigen Während des Spülvorgangs verdrängt Frischluft (Gemisch) die Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder in die Abgasorgane und ersetzt deren Stelle.

Nach dem Verfahren zum Organisieren der Bewegung der Strömung der Spülluft (Mischung) unterscheiden sich Zweitaktmotoren mit einer Kontur und direkter Strömung.

Viertaktmotor - Kolbenbrennkraftmaschine, bei der der Arbeitsprozess in jedem der Zylinder in zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erfolgt, dh in vier Kolbenhüben (Hub). Diese Bars sind:

Erster Takt - Aufnahme:

Während dieses Hubs bewegt sich der Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt. In diesem Fall ist das Einlassventil offen und das Auslassventil ist geschlossen. Durch das Einlassventil wird der Zylinder mit einem brennbaren Gemisch gefüllt, bis sich der Kolben im unteren Totpunkt befindet, dh seine weitere Abwärtsbewegung wird unmöglich. Von dem, was bereits gesagt wurde, wissen wir bereits, dass die Verschiebung des Kolbens im Zylinder die Verschiebung der Kurbel und folglich die Drehung der Kurbelwelle und umgekehrt mit sich bringt. Für den ersten Zyklus des Motors (wenn der Kolben von OT nach NMT bewegt wird) dreht sich die Kurbelwelle also um die halbe Drehung (9).

Abb.9 Erster Hub - Saugen

Zweiter Schlag - Kompression .

Nachdem das von dem Vergaser oder dem Einspritzventil hergestellte Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder gelangt ist, mit den Überresten der Abgase und dem dahinter geschlossenen Einlassventil gemischt wurde, wird es in Betrieb. Nun kam der Moment, als das Arbeitsgemisch den Zylinder füllte und sie keinen Weg mehr hatte: Die Einlass- und Auslassventile waren sicher geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt beginnt sich der Kolben aufwärts zu bewegen (von UT nach OT) und versucht, das Arbeitsgemisch an den Zylinderkopf zu drücken. Wie gesagt wird es jedoch nicht möglich sein, diese Mischung als Pulver zu löschen, da es unmöglich ist, die Linie mit dem TDC-Kolben zu überqueren
nicht, und der Innenraum des Zylinders ist so ausgelegt (und dementsprechend ist die Kurbelwelle positioniert und die Kurbelabmessungen sind ausgewählt), so dass über dem Kolben am oberen Totpunkt immer, wenn nicht sehr großer, aber Freiraum verbleibt - eine Brennkammer. Am Ende des Kompressionshubs steigt der Druck im Zylinder auf 0,8 bis 1,2 MPa an und die Temperatur erreicht 450 bis 500 ° C. (Abb.10)

Abb.10 Zweiter Schlag - Kompression

Der dritte Zyklus - Arbeitshub (Haupt)

Der dritte Zyklus ist der entscheidende Moment, wenn thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Zu Beginn des dritten Hubs (und tatsächlich am Ende des Kompressionshubs) wird das brennbare Gemisch mit einem Funken der Zündkerze gezündet (Abb. 11).

Abbildung 11. Der dritte Hub, Arbeitshub.

Vierte Taktfreigabe

Während dieses Vorgangs ist das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil ist geöffnet. Der Kolben bewegt sich nach oben (von UT nach OT) und drückt die nach der Verbrennung und Expansion im Zylinder verbleibenden Abgase durch das offene Auslassventil in den Auslasskanal (Abb. 12).

Abb.12 Freigabe.

Alle vier Zyklen werden in dem Motorzylinder periodisch wiederholt, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb sichergestellt wird, und werden als Arbeitszyklus bezeichnet.

2.3.Moderne Verbrennungsmotoren.

2.3.1. Neue Designlösungen im Verbrennungsmotor.

Seit der Zeit von Lenoir bis heute hat der Verbrennungsmotor große Veränderungen erfahren. Ihr Aussehen, Gerät, Macht hat sich geändert. Seit vielen Jahren versuchen Konstrukteure auf der ganzen Welt, den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors mit weniger Kraftstoffverbrauch zu verbessern, um eine höhere Leistung zu erreichen. Der erste Schritt dazu war die Entwicklung der Industrie, das Aufkommen genauer Maschinen für die Herstellung von DVC-Geräten, neuen (leichten) Metallen. Die folgenden Schritte in der Motorenindustrie hingen vom Zubehör der Motoren ab. Im Bauwagen brauchten leistungsstarke, sparsame, kompakte, wartungsfreundliche und langlebige Motoren. Brauchen Sie im Schiffbau, Traktorbau, Traktionsmotoren mit großer Leistungsreserve (meist Diesel)? In der Luftfahrt leistungsstarke, nicht aufgegebene Motoren mit langer Lebensdauer.

Um die obigen Parameter zu erreichen, wurden Umsätze mit hohem Umsatz und niedrige Umsätze verwendet. Bei allen Motoren wiederum wurden die Verdichtungsverhältnisse, Zylindervolumina, Ventilsteuerzeiten, Anzahl der Einlass- und Auslassventile pro Zylinder sowie Verfahren zum Zuführen des Gemisches zum Zylinder geändert. Die ersten Motoren hatten zwei Ventile, das Gemisch wurde durch einen Vergaser geleitet, der aus einem Luftdiffusor für die Drosselklappe und einem kalibrierten Kraftstoffstrahl bestand. Vergaser wurden schnell modernisiert und an die neuen Motoren und ihre Arbeitsweise angepasst. Die Hauptaufgabe des Vergasers besteht darin, das brennbare Gemisch aufzubereiten und dem Verteiler des Motors zuzuführen. Ferner wurden andere Techniken verwendet, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu erhöhen.

2.3.2. Aufgaben, mit denen Designer konfrontiert werden.

Der technische Fortschritt ist so weit gegangen, dass sich die Verbrennungsmotoren fast zu keiner Erkennung verändert haben. Das Verdichtungsverhältnis in den Zylindern des Verbrennungsmotors hat sich auf 15 kg / cm² pro cm erhöht benzinmotoren und bis zu 29 kg / cm² mit Diesel. Die Anzahl der Ventile ist auf 6 pro Zylinder angewachsen. Bei kleinen Volumina des Motors nehmen sie die Leistung ab, die zuvor Motoren mit großen Volumina abgegeben hatte, zum Beispiel: Von einem 1600-ccm-Motor nehmen sie 120 PS und von einem 2400-ccm-Motor ab. bis zu 200 PS Bei all dem sind die Anforderungen an D.C. Jedes Jahr nimmt zu. Dies liegt am Geschmack des Verbrauchers. Für Motoren gelten die Anforderungen, die mit der Reduzierung von Schadgasen verbunden sind. In unserer Zeit wurde der EURO-3-Standard in Russland eingeführt, und der EURO-4-Standard wurde in europäischen Ländern eingeführt. Dies zwang die Konstrukteure auf der ganzen Welt, auf eine neue Methode der Kraftstoffversorgung, -steuerung und des Motorbetriebs umzusteigen. In unserer Zeit für die Arbeit von DVS. Kontrollen, Kontrollen, Mikroprozessor. Abgase verbrennen verschiedene Arten Katalysatoren. Die Aufgabe moderner Designer ist es, den Konsumenten zufrieden zu stellen, Motoren mit den erforderlichen Parametern zu schaffen und die Normen von EURO-3, EURO-4 zu erfüllen.

2.4. Vor- und Nachteile

gegenüber anderen Arten von Verbrennungsmotoren.

Bewertung der Vor- und Nachteile von DVS. Bei anderen Motortypen müssen Sie bestimmte Motortypen vergleichen.

2,5. Die Verwendung eines Verbrennungsmotors.

D.W.C. in vielen fahrzeugen und in der industrie verwendet. Zweitaktmotoren werden dort eingesetzt, wo kleine Abmessungen sehr wichtig sind, die Kraftstoffeffizienz jedoch relativ unwichtig ist, beispielsweise bei Motorrädern, kleinen Motorbooten, Kettensägen und motorisierten Werkzeugen. Viertaktmotoren werden bei der absoluten Mehrheit der anderen Fahrzeuge eingebaut.

3. Schlussfolgerung.

Wir haben die Entdeckungen und Errungenschaften von Wissenschaftlern bezüglich der Erfindung von Verbrennungsmotoren analysiert und herausgefunden, welche Vor- und Nachteile sie haben.

4. Referenzen.

1. Verbrennungsmotoren, t 1-3, Moskau .. 1957.

2. Physikgrad 8 A.V. Peryshkin

3. Wikipedia (freie Enzyklopädie)

4. Die Zeitschrift "Driving"

5. Große Referenzschüler Klassen 5-11. Moskau Herausgeber Drofa.

5. Anwendung

Pic1 http://images.yandex.ru

Pic2 http://images.yandex.ru

Bild 3 http://images.yandex.ru

Abb.4 http://images.yandex.ru

Bild 5 http://images.yandex.ru

Abb.6 http://images.yandex.ru

Fig.7 http://images.yandex.ru

Fig.8 http://images.yandex.ru

Fig.9 http://images.yandex.ru

Bild 10 http://images.yandex.ru

Abbildung 11 http://images.yandex.ru

Fig.12 http://images.yandex.ru

Auf unseren Straßen finden Sie meist Autos, die Benzin verbrauchen dieselkraftstoff. Die Zeit der Elektroautos steht noch nicht fest. Daher betrachten wir das Funktionsprinzip eines Verbrennungsmotors (ICE). Sein charakteristisches Merkmal ist die Umwandlung der Energie der Explosion in mechanische Energie.

Beim Arbeiten mit Ottokraftwerken gibt es mehrere Möglichkeiten, das Kraftstoffgemisch zu bilden. In einem Fall passiert es im Vergaser und dann geht alles zu den Motorzylindern. In einem anderen Fall wird Benzin durch spezielle Düsen (Injektoren) direkt in den Verteiler oder die Verbrennungskammer eingespritzt.

Um die Arbeit des Verbrennungsmotors vollständig zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, dass es verschiedene Arten moderner Motoren gibt, die sich als wirksam erwiesen haben:

benzinmotoren;
dieselmotoren;
gasinstallationen;
gasdieselgeräte;
drehmöglichkeiten.

Das Betriebsprinzip des Verbrennungsmotors dieser Typen ist nahezu gleich.

Taktschläge

Jeder hat Kraftstoff, der in der Brennkammer explodiert, sich ausdehnt und den an der Kurbelwelle montierten Kolben drückt. Ferner wird diese Drehung durch zusätzliche Mechanismen und Anordnungen auf die Räder des Autos übertragen.

Als Beispiel betrachten wir einen Benzin-Viertaktmotor, da er die meistgenutzte Version des Kraftwerks in Autos auf unseren Straßen ist.

Takte:

der Einlass öffnet sich und die Brennkammer ist mit dem vorbereiteten Kraftstoffgemisch gefüllt
die Kammer ist abgedichtet und ihr Volumen wird im Kompressionstakt verringert
das Gemisch explodiert und drückt den Kolben, der einen mechanischen Energieimpuls erhält
die Brennkammer wird von Verbrennungsprodukten befreit

In jeder dieser Stufen des Verbrennungsmotors treten mehrere gleichzeitig ablaufende Prozesse auf. Im ersten Fall befindet sich der Kolben in der untersten Position, wobei alle Kraftstoffeinlassventile geöffnet sind. Die nächste Stufe beginnt mit dem vollständigen Schließen aller Öffnungen und der Bewegung des Kolbens in die maximale obere Position. In diesem Fall wird alles komprimiert.

Beim Erreichen der äußersten oberen Position des Kolbens wird Spannung auf die Kerze ausgeübt und es erzeugt einen Funken, der die Mischung für eine Explosion entzündet. Die Kraft dieser Explosion drückt den Kolben nach unten, und zu diesem Zeitpunkt öffnen sich die Auslassöffnungen und die Kammer wird von Gasresten befreit. Dann wiederholt sich alles.

Vergaser arbeiten

Die Bildung des Kraftstoffgemisches in Autos der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts erfolgte mit einem Vergaser. Um zu verstehen, wie ein Verbrennungsmotor funktioniert, müssen Sie wissen, dass Automobilingenieure entworfen haben kraftstoffsystem so dass das bereits aufbereitete Gemisch in die Brennkammer eingespeist wurde.

Vergasergerät

Ihre Entstehung betraf den Vergaser. Er mischte Gas und Luft im richtigen Verhältnis und schickte alles zu den Flaschen. Dank dieser relativen Einfachheit des Systemdesigns blieb er lange Zeit ein unverzichtbarer Bestandteil von Benzineinheiten. Später begannen sich jedoch die Mängel der Verdienste zu überwinden und die steigenden Anforderungen an Autos im Allgemeinen nicht zu erfüllen.

Nachteile Vergasersysteme:

es gibt keine Möglichkeit, bei plötzlichen Änderungen der Fahrmodi Sparmodi bereitzustellen.
Überschreiten der Schadstoffgrenzwerte in den Abgasen;
geringe kraft von autos aufgrund der inkonsistenz der vorbereiteten mischung des autos.

Um diese Unzulänglichkeiten auszugleichen, versuchte man, Benzin direkt durch Injektoren zuzuführen.

Die Arbeit von Einspritzmotoren

Arbeitsprinzip einspritzmotor ist die direkte Einspritzung von Benzin in den Ansaugkrümmer oder die Brennkammer. Optisch ähnelt alles der Arbeit. dieselinstallationwenn der Durchfluss erfolgt ist und nur in den Zylinder. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Einspritzeinheiten mit Zündkerzen ausgestattet sind.

Injektor-Design

Die Betriebsstufen von Ottomotoren mit Direkteinspritzung unterscheiden sich nicht von der Vergaseroption. Der einzige Unterschied besteht im Ort der Bildung der Mischung.

Aufgrund dieser Ausführungsvariante ergeben sich die Vorteile solcher Motoren:

leistungssteigerung um bis zu 10% bei ähnlichem technische spezifikationen mit Vergaser;
spürbare Einsparungen bei Benzin;
verbesserung der Umweltleistung durch Emissionen.

Bei solchen Vorteilen gibt es jedoch Nachteile. Die wichtigsten sind Wartung, Wartbarkeit und Anpassung. Im Gegensatz zu Vergasern, die unabhängig voneinander demontiert, zusammengebaut und eingestellt werden können, erfordern Injektoren ein teures Spezialgerät und eine große Anzahl installierter Geräte verschiedene Sensoren im auto

Methoden der Kraftstoffeinspritzung

Im Verlauf der Entwicklung der Kraftstoffzufuhr zum Motor kam es zu einer ständigen Konvergenz dieses Prozesses mit der Brennkammer. Bei den modernsten Verbrennungsmotoren kam es zu einer Verschmelzung von Benzinversorgungspunkt und Verbrennungspunkt. Jetzt wird das Gemisch nicht mehr im Vergaser oder Ansaugkrümmer gebildet, sondern direkt in die Kammer eingespritzt. Berücksichtigen Sie alle Optionen der Injektionsgeräte.

Einzelpunkt-Injektion

Die einfachste Version des Designs sieht wie eine Kraftstoffeinspritzung durch eine einzige Düse in den Ansaugkrümmer aus. Der Unterschied zum Vergaser besteht darin, dass dieser die fertige Mischung liefert. Bei der Einspritzventilversion durchläuft die Kraftstoffzufuhr die Düse. Der Nutzen spart beim Verbrauch.

Single Point-Kraftstoffzufuhr

Dieses Verfahren bildet auch ein Gemisch außerhalb der Kammer, jedoch handelt es sich hier um Sensoren, die jeden Zylinder direkt durch den Einlasskrümmer speisen. Dies ist eine sparsamere Verwendung von Kraftstoff.

Direkteinspritzung in die Kammer

Diese Option ist die effizienteste Verwendung des Einspritzdesigns. Kraftstoff wird direkt in die Kammer gesprüht. Dadurch wird der Schadstoffausstoß reduziert und das Auto erhält neben einer höheren Gaseinsparung eine erhöhte Leistung.

Die erhöhte Zuverlässigkeit des Systems reduziert den negativen Einfluss der Wartung. Solche Geräte benötigen jedoch hochwertigen Kraftstoff.