Принципиальное устройство и работа двигателей внутреннего сгорания

Июль 28, 2022

Главная
Физика
Принципиальное устройство и работа двигателей внутреннего сгорания

Содержание

2. Тема: «Принципиальное устройство и работа двигателей внутреннего сгорания». Цель: Ознакомление с классификацией современных ДВС. Усвоить принципиальное
3. §1. Классификация ДВС по способу подвода тепла по тактности
4. выпуск
6. §4. Принцип работы При сжигании рабочей смеси в цилиндре сила давления газов толкает поршень вниз и
7. Четырехтактный ДВС 1). Всасывание.
29. 2). Сжатие.
54. 3). Сгорание и расширение (рабочий ход).
80. 4). Выпуск рабочего тела. Выпуск отработанных газов происходит на интервале 4-0 Клапан 1 закрыт, а клапан
104. В ДИНАМИКЕ
105. li-полезная работа цикла, lр, lсж-работа расширения и сжатия Точка «0» изображает исходное состояние рабочего тела (воздух
106. Отрезок 4, 0- кривая выпуска отработанных газов р>pатм, поршень движется от НМТ к ВМТ. На этом
107. § 6. Принципиальное устройство двухтактного ДВС
108. Первый такт: 1. Поршень движется из ВМТ к НМТ; 2.Сгорание рабочей смеси 1-2; 3.Расширение горячих газов
109. Первый такт: 1.Поршень движется из ВМТ к НМТ; 2.… 3.… 4.Выхлоп через откры-тые выхлопные кла-паны 4,
110. Второй такт: 1.Поршень движется из НМТ к ВМТ; 2.Продувка и введе-ние новой порции рабочего тела в
111. Второй такт: 1.Поршень движется из НМТ к ВМТ; 2…. 3.Сжатие рабочего тела 6-1; 4.На этом цикл
112. § 8. Индикаторная диаграмма двухтактного ДВС
113. Весь цикл совершается за два хода поршня, из которых один рабочий, следовательно мощность такого двигателя больше
114. § 9. Идеальные циклы ДВС Идеальные циклы – циклы, изображенные идеальными термодинамическими процессами с некоторыми допущениями
115. § 10. Идеальный цикл с подводом тепла (цикл Отто 1878 г.).
117. Особенности цикла: сжимается воздух (ε =20; t=800°С); дизельное топливо впрыскивается через форсунку и самовоспламеняется, т.к. температура
119. Из диаграммы видно, что Δq уменьшается с увеличением ρ, т.е. эффективность превращения тепла в работу уменьшается.
120. Оборудование для выполнения лабораторной работы: Компьютер Pentium II, 32 Мb, MS Windows 95 или 98; Программа
122. Скачать презентацию

Слайд 2

Тема: «Принципиальное устройство и работа двигателей внутреннего сгорания».
Цель:
Ознакомление с классификацией современных

ДВС.
Усвоить принципиальное устройство и работу ДВС.
Ознакомить с термодинамическими процессами, происходящими в ДВС.
Общие сведения

Двигатели внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, внутри которого происходит сжигание топлива и преобразование части выделившейся теплоты в механическую работу.

Слайд 3

§1. Классификация ДВС
по способу подвода тепла
по тактности

Слайд 4

выпуск

Слайд 5

Слайд 6

§4. Принцип работы
При сжигании рабочей смеси в цилиндре сила давления газов

толкает поршень вниз и через кривошипно-шатунный механизм вращает вал и раскручивает маховик. В исходное положение поршень возвращается по инерции (за счет энергии маховика). На этом цикл заканчивается и все начинается вновь. Цикл включает 4 такта. Механический цикл совпадает с термодинамическим.
Такт двигателя - это перемещение поршня из одной мертвой точки в другую и соответствующие термодинамические процессы, происходящие в цилиндре.
Изобразим термодинамический цикл.
Получили индикаторную диаграмму, образованную реальными термодинамическими процессами одного цикла работы ДВС.

Слайд 7

Четырехтактный ДВС
1). Всасывание.

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

2). Сжатие.

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54

3). Сгорание и расширение (рабочий ход).

Слайд 55

Слайд 56

Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

Слайд 61

Слайд 62

Слайд 63

Слайд 64

Слайд 65

Слайд 66

Слайд 67

Слайд 68

Слайд 69

Слайд 70

Слайд 71

Слайд 72

Слайд 73

Слайд 74

Слайд 75

Слайд 76

Слайд 77

Слайд 78

Слайд 79

Слайд 80

4). Выпуск рабочего тела.
Выпуск отработанных газов происходит на интервале 4-0
Клапан 1

закрыт, а клапан 2 открыт

Слайд 81

Слайд 82

Слайд 83

Слайд 84

Слайд 85

Слайд 86

Слайд 87

Слайд 88

Слайд 89

Слайд 90

Слайд 91

Слайд 92

Слайд 93

Слайд 94

Слайд 95

Слайд 96

Слайд 97

Слайд 98

Слайд 99

Слайд 100

Слайд 101

Слайд 102

Слайд 103

Слайд 104

В ДИНАМИКЕ

Слайд 105

li-полезная работа цикла,
lр, lсж-работа расширения и сжатия
Точка «0» изображает исходное состояние

рабочего тела (воздух или смесь воздуха с топливом).
Отрезок 0, 1-кривая всасывания pОтрезок 1, 2-кривая сжатия рабочего тела (близка к адиабате).
Рабочий ход поршня (поршень движется от ВМТ к НМТ) изображен в виде двух отрезков: отрезок 2, 3 -кривая подвода тепла (процесс близок к изохорному), отрезок 3, 4- кривая расширения газов (близкая к адиабате).

§ 5. Индикаторная диаграмма в координатах РV

Слайд 106

Отрезок 4, 0- кривая выпуска отработанных газов р>pатм, поршень движется от

НМТ к ВМТ.
На этом цикл заканчивается и все начинается вновь. За полный цикл поршень делает 4 хода, а вал совершает 2 оборота. Из 4-х тактов только один такт (3-й) рабочий, остальные-холостые. При холостых тактах вал вращается по инерции.

Слайд 107

§ 6. Принципиальное устройство двухтактного ДВС

Слайд 108

Первый такт:
1. Поршень движется из ВМТ к НМТ;
2.Сгорание рабочей смеси 1-2;
3.Расширение

горячих газов 2-3;
4.…

§6. Принцип работы

Слайд 109

Первый такт:
1.Поршень движется из ВМТ к НМТ;
2.…
3.…
4.Выхлоп через откры-тые выхлопные кла-паны

4, процесс 3-4-5.

Слайд 110

Второй такт:
1.Поршень движется из НМТ к ВМТ;
2.Продувка и введе-ние новой

порции рабочего тела в цилиндр 5-6;
3….
4….

Слайд 111

Второй такт:
1.Поршень движется из НМТ к ВМТ;
2….
3.Сжатие рабочего тела 6-1;
4.На

этом цикл рабо-ты заканчивается.

Слайд 112

§ 8. Индикаторная диаграмма двухтактного ДВС

Слайд 113

Весь цикл совершается за два хода поршня, из которых один рабочий,

следовательно мощность такого двигателя больше примерно на 60% (при тех же габаритах), чем у четырехтактного
Любой из двух способов подвода тепла (при p=const или при v=const) может быть осуществлен как в двухтактном, так и четырехтактном двигателе.
Анализ мощности и экономичности приводится с помощью идеальных циклов ДВС.

Слайд 114

§ 9. Идеальные циклы ДВС
Идеальные циклы – циклы, изображенные идеальными термодинамическими

процессами с некоторыми допущениями с целью облегчения теоретического осмысления.
Допущения: химический состав рабочего тела считается постоянным, процессы сжатия 1, 2 и расширения 3, 4 считаются адиабатными, а процесс подвода тепла считается изобарным для дизеля и изохорным для карбюраторного двигателя.

Слайд 115

§ 10. Идеальный цикл с подводом тепла (цикл Отто 1878 г.).

Слайд 116

Слайд 117

Особенности цикла: сжимается воздух (ε =20; t=800°С); дизельное топливо впрыскивается через

форсунку и самовоспламеняется, т.к. температура самовоспламенения топлива меньше температуры сжатого воздуха (tвоспл.=670°С). При таких высоких температурах представляется возможным сжимать низкосортные, состоящие из тяжёлых фракций топлива. Изобразим идеальный цикл Дизеля.

§11. Идеальный цикл с подводом тепла при постоянном давлении (цикл дизеля 1898 г.).

Идеальный цикл изображён двумя адиабатами 1, 2 и 3, 4, изохорой 4, 1 и изобарой 2, 3 (подвода тепла).
1,2 - адиабата сжатия воздуха (такт сжатие).
2,3 - изобара подвода тепла при сжигании топлива (такт рабочий ход).
3,4 - адиабата расширения газа после сгорания топлива (рабочий ход).
4,3 - изохора отвода тепла - условная линия для замыкания цикла.

Слайд 118

Слайд 119

Из диаграммы видно, что Δq уменьшается с увеличением ρ, т.е. эффективность

превращения тепла в работу уменьшается. Для решения этой проблемы необходимо ускорить процесс сжигания топлива. Это достигается в дизелях со смешанным подводом тепла, где сгорание осуществляется вначале при постоянном объёме, а затем при постоянном давлении.

Подвод тепла (цикл Тринклера).
Для этого нужно топливо подавать к форсунке под большим давлением.

Слайд 120