Двигателя внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Двигатель внутреннего сгорания » Детская энциклопедия (первое издание)

Тепловые двигатели. Паровая машина

Паровая турбина

Двигатель внутреннего сгорания — другой тип поршневого двигателя. От паровой машины он отличается тем, что топливо сгорает у него не в топке парового котла, а непосредственно в цилиндре.

Теперь это самые распространенные тепловые двигатели в мире. Они более экономичны, чем паровые машины, не имеют тяжелого котла и поэтому находят применение в самых различных областях техники. Ценное свойство этих двигателей — небольшой их вес по отношению к единице развиваемой мощности. Так, автомобильный двигатель весит всего 1 кГ на 1 л. с.

Двигатели внутреннего сгорания приводят в действие автомобили, самолеты, тракторы, речные и морские суда, тепловозы и многие другие машины.

По способу заполнения цилиндра топливом двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные (подробнее о его работе см. стр. «Автомобили

»).

У двигателей высокого сжатия — дизелей (двигателей с воспламенением от сжатия) — четыре такта, происходящих за два оборота вала, протекают несколько иначе, чем в карбюраторном двигателе. Поршень здесь засасывает и затем сильно сжимает не смесь топлива с воздухом, а чистый воздух. Когда на втором такте поршень достигнет своего верхнего положения, в полость двигателя вбрызгивается через форсунку жидкое топливо. От высокой температуры сжатого воздуха топливо воспламеняется и толкает поршень вниз.

В отличие от паровой машины, у которой пар все время давит на поршень и толкает его то в одну, то в другую сторону, у четырехтактного двигателя внутреннего сгорания на четыре такта и два оборота вала приходится только один рабочий ход. Это снижает мощность такого двигателя.

У двухтактного двигателя рабочий ход приходится на каждый оборот вала.

Однако краткий промежуток времени, пока поршень находится в нижнем положении, недостаточен для того, чтобы хорошо очистить полость двигателя от продуктов сгорания. Это препятствует широкому применению двухтактного двигателя.

И четырехтактный и двухтактный двигатели могут работать как на легком топливе, которое распыляется в карбюраторе и подается вместе с воздухом в цилиндр после продувки, так и на тяжелом моторном топливе, которое вбрызгивается в полость цилиндра в конце хода сжатия.

Так работает карбюраторный двигатель внутреннего сгорания: 1 — поршень; 2 — карбюратор; 3 — топливный бак; 4 — запальная свеча; 5 — магнето; 6 — труба для выхлопных газов; 7 — распределительный валик, управляющий всасывающим и выхлопным клапанами; 8 — валик, передающий движение масляному шестеренчатому насосу; 9 — водяная помпа; 10 — радиатор.

Широкое применение в современной технике двигателей внутреннего сгорания привело к довольно обширной их специализации. Помимо разделения на четырехтактные и двухтактные, они подразделяются:

1. По процессу сжигания топлива — на двигатели быстрого сгорания и двигатели постепенного сгорания. У первых смесь паров топлива с воздухом сгорает почти мгновенно. У вторых топливо подается отдельно от воздуха и сгорает по мере вбрызгивания его в цилиндр.
2. По способу зажигания горючего — на двигатели с электрическим зажиганием, двигатели с запальным шаром (калоризатором) и дизельные двигатели. У первых горючее воспламеняется от искры тока высокого напряжения. У вторых при запуске нагревается запальный шар, а затем за счет теплоты предыдущего рабочего хода зажигается вбрызгиваемое горючее. У дизельных же двигателей вбрызнутое в конце хода сжатия горючее воспламеняется благодаря высокой температуре сжатого воздуха.
3. По используемому виду топлива — на газовые, использующие естественный или искусственный, получаемый из твердого топлива (генераторный) газ; на двигатели легкого топлив а, или карбюраторные (бензиновые), и на двигатели моторного топлива (нефтяные).
4. По конструктивным особенностям — на вертикальные и горизонтальные, одно- и много-  цилиндровые, V-oбразные (цилиндры которых расположены под углом, как в латинской букве V) и звездообразные (цилиндры которых расположены вокруг вала, как спицы колеса).

Основные механизмы дизельного двигателя внутреннего сгорания: 1 — поршень; 2 — топливный насос; з — топливный бак; 4 — воздухофильтр; 5 — клапаны; 6 — выхлопной патрубок; 7 — распределительный валик; 8 — валик масляного насоса; 9 — водяная помпа; 10 — радиатор.

Очень распространенный тип двигателя — четырехтактный карбюраторный. На нашей схеме показан такой двигатель с одним цилиндром (обычно их бывает 4, 6, 8 и даже 12).

Для бесперебойной работы в двигателе внутреннего сгорания есть ряд систем: распределения, зажигания, питания, охлаждения и смазки (подробнее см. стр. «Автомобили»).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Тепловые двигатели. Паровая машина

Паровая турбина

Двигатели внутреннего сгорания

Друзья, поговорим о бензиновых двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Именно создание этих устройств ускорило темп существования человечества, поскольку сразу возникла целая культура автомобилестроения, возрос прогресс в военном деле и во многих других отраслях.

Результатом работы двигателя внутреннего сгорания является механическое действие, полученное в результате преобразования энергии сгорания. Она, в свою очередь, получена при сгорании топливной смеси внутри двигателя, в рабочей камере. Существуют также двигатели внешнего сгорания, у которых продукты сгорания и рабочий механизм разделены, но их удельная мощность по сравнению с ДВС значительно ниже.

Разновидности двигателей внутреннего сгорания

КУПИТЬ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Сегодня мы наиболее часто встречаемся с поршневыми бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания. Вместо поршня могут быть использованы компрессоры, турбины — множество других решений, без которых не работали бы тракторы и самосвалы, тепловозы и суда, то есть вся техника, для которой нужны двигатели либо средней (более 5 кВт), либо высокой (более 100 кВт) мощности.

Несмотря на то, что новые технологии сейчас развиваются ускоренными темпами, и производители автомобилей внедряют масштабные планы по электрификации своего продукта, тем не менее, они не спешат отказываться от испытанных ДВС. Например, концерн Volkswagen, готовя обширную программу электрификации целой линейки своих двигателей, абсолютно не планирует отказываться от старых добрых ДВС. Тем более, что современные двигатели уже позволяют существенно экономить топливо на 20-30%.

Издавна существующие разработки таких моторов, несомненно, будут развиваться и дальше, благодаря надежности и дешевизне. Стремление производителей сегодня сосредоточено на улучшение технических характеристик ДВС и сведения к минимуму их влияния на атмосферу.

Типы ДВС и отличия систем питания

Двигатели внутреннего сгорания могут быть 2-х тактными и 4-х тактными. В настоящее время больше используются четырёхтактные двигатели, которым свойственны четыре этапа работы:

Схема работы 4-х тактного двигателя

• нагнетание внутрь воздуха или топливно-воздушной смеси — выбор зависит от типа двигателя;
  сжатие смеси;
• сгорание топлива — преобразование энергии сгорания в механическую для запуска коленвала;
• выход отработанных газов из камеры сгорания через выпускной клапан.

Это принцип работы не только поршневых бензиновых, но и дизельных двигателей.

Схема принципа работы 2-х тактного двигателя

В двухтактных двигателях впуск и сжатие топливной смеси происходит одновременно, а затем также одновременно выполняется опускание поршня, на который давит топливо, и выход из коллектора продуктов сгорания.

Именно эти два типа двигателей внутреннего сгорания широко применяются в автомобилях и других современных технических устройствах.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания

В наиболее распространенном поршневом бензиновом двигателе возгорание топливной смеси происходит с помощью электрической искры, то есть принудительно. А управление двигателем осуществляет электронная система, в которую включены входные датчики, измеряющие параметры работы мотора с последующим преобразованием их в электрический сигнал. Полученная информация — основа управления ДВС.

Конструкция поршневого бензинового двигателя внутреннего сгорания

Кроме датчиков к системе управления относятся электронный блок управления и все исполнительные системы двигателя, которые управляющая система объединяет, а именно:

• система непосредственного впрыска, которая подает топливо в камеру сгорания. Сам момент впрыска, нужный вид топлива и его количество определяется режимом работы двигателя;
• впускная система, состоящая из дроссельной заслонки с электроприводом и предусмотренных для каждого цилиндра впускных заслонок;
• система турбонаддува — служит для повышения мощности бензинового двигателя;
• система изменения фаз газораспределения, которая в зависимости от заданного режима работы ДВС регулирует показатели работы механизма распределения газа и обеспечивает повышение крутящего момента и мощности механизма;
• электронная система зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси;
• выпускная система с каталитическим нейтрализатором, который снижает токсичность отработанных выпускаемых газов;
• система рециркуляции отработанных газов, уменьшающая в них оксид азота благодаря частичному их возврату во впускной коллектор.

Как видим, работа всех систем ДВС направлена на повышение мощности двигателя, снижение потребления топлива и токсичности выделяемых газов.

Одни из самых узнаваемых марок ДВС — бензиновые моторы компании Champion. Бренд принадлежит американской компании разработчику, которая расширяет свои мощности за счет сборки продукции в Китае и поставляет качественную технику по доступной цене во многие уголки мира, в том числе нашу страну.

Модель ДВС CHAMPION G200 VK-1-1

Сегодня компания выпускает кроме стандартных двигателей ещё и модели с вертикальным валом, такие как CHAMPION G200 VK/1-1. Это четырёхтактный ДВС для cадовой и строительной техники. Двухтактные моторы обычно поставляются для бензокос (триммеров).

Все двигатели CHAMPION экономичные, имеют усиленную поршневую группу, обладают высоким ресурсом и совместимостью с моторами таких производителей, как Honda, Lifan, Subaru и другие. Это возможно благодаря идентичным размерам крепления и приводного вала двигателей, если объем камеры сгорания и мощности мотора одинаковые.

Модель ДВС CARVER 190 FL 15,0 л.с

В России также хорошо известен отечественный бренд CARVER. Примером двигателей, разработанных под сельскохозяйственную и строительную технику, выпущенных этой компанией, может послужить модель CARVER 190 FL 15,0 л.с. для совместной эксплуатации с мотоблоками или культиваторами. Конструкция предусматривает верхнее расположение клапана и воздушное охлаждение.

В чем отличие бензиновых и дизельных ДВС

Чтобы сравнить дизельные и бензиновые двигатели, нельзя оценивать их однозначно, нужно рассмотреть несколько характеристик:

• КПД двигателей и мощность: КПД бензинового двигателя ниже чем у дизельного, зато он характеризуется большей мощностью, но и большим расходом топлива, примерно на 20%;
• длительность эксплуатации: конструктивно дизельный двигатель более долговечен, благодаря прочности составляющих узлов и деталей, но, в зависимости от условий и качества топлива, он может уступать бензиновому двигателю в этой характеристике. Он не приемлет слишком низких температур, долго прогревается, а бензиновый запускается даже при значительном минусе. Однако во влажном климате лучше использовать кроссоверы и внедорожники с дизельными двигателями;
• ключевое различие: вид топлива и разница в формировании топливной смеси. В цилиндры дизельных двигателей подается топливо и воздух отдельно, а у бензиновых ДВС — вместе.

(фото №7)

Отсюда можно сделать вывод: техника на бензиновом двигателе уверенно запускается в зимнее время, обладает меньшим уровнем шума, доступна по цене. Преимущество же дизельных мотоблоков в том, что при большом тяговом усилии они экономичнее в расходе топлива, дольше работают без перерыва, обладают большим ресурсом. Особенно модификации с водяным охлаждением.

Таким образом, выбирайте дизельные моторы для тяжелой техники, которая длительно эксплуатируется. Во всех остальных случаях более целесообразны бензиновые ДВС, которые проще в эксплуатации, доступнее по стоимости. А разница в количестве топлива при умеренных объемах работ несущественна.

Удачного выбора!

Ваш Кузьмич.

двигатель внутреннего сгорания | Определение и факты

двигатель внутреннего сгорания

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Нисефор Ньепс Готлиб Даймлер Этьен Ленуар Карл Бенц Оле Эвинруд

Похожие темы:

бензиновый двигатель реактивный двигатель дизельный двигатель система контроля выбросов система зажигания

Посмотреть все материалы по теме →

двигатель внутреннего сгорания , любое из группы устройств, в которых рабочими телами двигателя служат реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания. Такой двигатель получает энергию за счет тепла, выделяющегося при сгорании непрореагировавших рабочих тел, окислительно-топливной смеси. Этот процесс происходит внутри двигателя и является частью термодинамического цикла устройства. Полезная работа, производимая двигателем внутреннего сгорания (ВС), является результатом действия горячих газообразных продуктов сгорания на движущиеся поверхности двигателя, такие как поверхность поршня, лопатка турбины или сопло.

Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее широко применяемыми и широко используемыми энергетическими устройствами, существующими в настоящее время. Примеры включают бензиновые двигатели, дизельные двигатели, газотурбинные двигатели и ракетные двигательные установки.

Викторина «Британника»

Изобретатели и изобретения

Наши первые человеческие предки изобрели колесо, но кто изобрел шарикоподшипник, уменьшающий трение при вращении? Пусть крутятся колеса в вашей голове, проверяя свои знания об изобретателях и их изобретениях в этой викторине.

Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: двигатели непрерывного сгорания и двигатели периодического сгорания. Двигатель непрерывного сгорания характеризуется постоянным поступлением топлива и окислителя в двигатель. В двигателе (например, реактивном двигателе) поддерживается стабильное пламя. Двигатель прерывистого сгорания характеризуется периодическим воспламенением воздуха и топлива и обычно называется поршневым двигателем. Дискретные объемы воздуха и топлива обрабатываются циклически. Бензиновые поршневые двигатели и дизельные двигатели являются примерами этой второй группы.

Двигатели внутреннего сгорания можно охарактеризовать с точки зрения ряда термодинамических явлений. В двигателе непрерывного сгорания термодинамические явления происходят одновременно, так как окислитель и топливо и продукты сгорания равномерно протекают через двигатель. Напротив, в двигателе с прерывистым сгоранием события происходят последовательно и повторяются для каждого полного цикла.

За исключением ракет (как твердотопливных, так и жидкостных ракетных двигателей), двигатели внутреннего сгорания всасывают воздух, затем либо сжимают воздух и вводят топливо в воздух, либо вводят топливо и сжимают воздушно-топливную смесь. Затем, как и во всех двигателях внутреннего сгорания, происходит сжигание топливно-воздушной смеси, извлечение работы за счет расширения горячих газообразных продуктов сгорания и, в конечном счете, продукты сгорания выбрасываются через выхлопную систему. Их работу можно противопоставить работе двигателей внешнего сгорания (например, паровых машин), в которых рабочее тело не вступает в химическую реакцию, а прирост энергии достигается исключительно за счет передачи тепла рабочему телу через теплообменник.

Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является четырехтактный бензиновый двигатель с однородным зарядом и искровым зажиганием. Это связано с его выдающимися характеристиками в качестве основного двигателя в отрасли наземного транспорта. Двигатели с искровым зажиганием также используются в авиационной промышленности; однако авиационные газовые турбины стали основными двигателями в этом секторе из-за того, что авиационная промышленность делает упор на дальность полета, скорость и комфорт пассажиров. Область двигателей внутреннего сгорания также включает в себя такие экзотические устройства, как сверхзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), такие как предложенные для гиперзвуковых самолетов, и сложные ракетные двигатели и двигатели, такие как те, которые используются на американских космических челноках и других космических аппаратах.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Charles Lafayette Proctor

Никаких новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания с 2035 года, говорит Европейский Союз

ТИК Так —

Джонатан М. Гитлин — 28 октября 2022 г. 8:45 UTC

Увеличить

Getty Images

Дни нового двигателя внутреннего сгорания определенно сочтены — по крайней мере, в Европейском Союзе. В четверг Европейский совет и Европейский парламент согласовали временные правила значительного сокращения выбросов углекислого газа легковыми автомобилями в 2030 году, прежде чем ввести полный запрет на двигатели внутреннего сгорания для новых легковых автомобилей и фургонов в 2035 году9. 0003

«Это соглашение проложит путь для современной и конкурентоспособной автомобильной промышленности в ЕС. Мир меняется, и мы должны оставаться в авангарде инноваций. Я считаю, что мы можем воспользоваться этим технологическим переходом. Предусмотренные сроки также делает цели достижимыми для производителей автомобилей», — сказал Йозеф Сикела, министр промышленности и торговли Чехии. (Чешская Республика в настоящее время председательствует в ЕС.)

В ЕС уже действуют одни из самых строгих мировых норм выбросов. В соответствии с действующими правилами автопроизводители должны соответствовать среднему автопарку в 9 раз.5 г CO ₂ /100 км; если они этого не сделают, они будут оштрафованы на 95 евро за каждый грамм CO ₂ / км сверх этого лимита за каждый автомобиль, проданный ими в данном году. Но на подходе гораздо более жесткие ограничения, поскольку ЕС пытается сократить свои выбросы углерода на 55 процентов к 2030 году по сравнению с 1990 годом.

Рекламное объявление

В соответствии с новыми правилами автопроизводители должны будут сократить средние выбросы CO ₂ в 2021 году на 55 процентов для легковых автомобилей к 2030 году и на 50 процентов для фургонов к тому же году. С этого момента у новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания останется всего пять лет — к 2035 году ЕС ожидает 100-процентного сокращения выбросов CO 9 .0061 2 выбросы для всех новых автомобилей и фургонов.

OEM-производителям, выпускающим менее 10 000 автомобилей в год, таким как Ferrari, McLaren и Aston Martin, будет предоставлено исключение, которое освобождает их от цели 2030 года, но к 2035 году они также должны будут полностью отказаться от выбросов.

Однако это не означает, что все существующие в ЕС автомобили с бензиновым и дизельным двигателем должны быть припаркованы и утилизированы, и ЕС разрабатывает правила для регистрации автомобилей, использующих углеродно-нейтральное топливо, такое как синтетический бензин, разрабатываемый Porsche. , Сименс и другие.

Здесь, в США, общенациональный запрет на новые автомобили с двигателями внутреннего сгорания кажется более отдаленным, хотя Калифорния — крупнейший автомобильный рынок страны — также выбрала 2035 год как последний год для новых автомобилей и грузовиков с бензиновым или дизельным двигателем.