Работа двигателя внутреннего сгорания

Работа двигателя внутреннего сгорания

Рассмотрим работу двигателя внутреннего сгорания.
Преимуществом его перед другими двигателями, является то, что топливо сгорает внутри цилиндра двигателя, что делает их более дешевыми и экономичными и менее металлоемкими.
В четырехтактным двигателем внутреннего сгорания, рабочий цикл состоит из следующих четырех тактов.
Первый такт - впуск.
Во время этого такта, происходит движение поршня вниз от верхней мертвой точке в нижнюю мертвую точку.
Мертвыми точками, называют крайнее верхнее и нижнее положение поршня в цилиндре двигателя.
Давление газа в цилиндре над поршнем, при его движении вниз, уменьшается, и в него через впускной клапан поступает горючая смесь в карбюраторном двигателе или воздух, в дизельном двигателе.
Выпускной клапан при этом закрыт.
Когда поршень придет в нижнюю мертвую точку, закроется и впускной клапан.
Второй такт - сжатие.
Поршень движется из нижней точки вверх.
Клапаны остаются закрытыми и рабочая смесь или воздух, сжимается.
В результате сжатия, температура горючей смеси в карбюраторных двигателях, достигает 300- 350 градусов Цельсия, а воздуха в
дизельных двигателях 500-600 градусов Цельсия.
При приближении поршня к верхней мертвой точке, в свече зажигание карбюраторного двигателя проскакивает искра и горючая смесь воспламеняется.
В дизельных двигателях, в сильно нагретый воздух впрыскивается топливо и образовавшаяся смесь самовоспламеняется.
Третий такт - рабочий ход.
При сгорании горючей смеси, выделяется большое количество теплоты.
Резко повышаются давление и температура газа.
Поскольку этот процесс осуществляется очень быстро, то можно считать что изменении давления и температуры газа происходит при постоянном объеме.
Затем газ расширяется.
Его объём увеличивается, давление и температура - уменьшаются.
Расширяясь, газ толкает поршень и соединенный с ним коленчатый вал, совершая механическую работу.
При этом газ охлаждается, так как часть его внутренней энергии превращается в
механическую энергию.
Четвертый такт - выпуск.
После того как поршень придет в нижнюю мертвую точку, давление в цилиндре уменьшится.
При движении поршня вверх, открывается выпускной клапан и начинается выпуск отработавших газов.
В конце четвертого такта выпускной клапан закрывается.
Затем цикл повторяется.
Из четырех рассмотренных тактов только один 3 является рабочим.
Для того чтобы поршень переходил нижнюю и верхнюю мертвую точку, на коленчатый вал насаживают массивный маховик.
Благодаря его инертности, коленчатый вал сразу не прекращает вращение и поршень проходит мертвой точки.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."