Принцип работы двигателя внутреннего сгорания и его КПД

Автор статьи
04 июня 2014

По сути, двигатели внутреннего сгорания стали настоящим прорывом в мире машиностроения. Сегодня благодаря этим устройствам работают не только миллиарды автомобилей по всему миру, но также и масса другой техники. В их числе бензопилы, мотоциклы, различные бензокосы и так далее. Чтобы быстро и без посторонней помощи отремонтировать подобное устройство, нужно четко понимать принцип работы двигателя внутреннего сгорания. В принципе, он не так уж и сложен, ведь это технология 20-го века.

Любой двигатель внутреннего сгорания предназначен для того, чтобы превращать тепловую энергию в полезную, механическую. В качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания могут использоваться различные нефтепродукты. В их числе может быть не только бензин или дизтопливо, но и спирт, керосин, газ, и даже обычные дрова, но здесь необходимо устройство для превращения твердого топлива в газообразное.

Движущим звеном во всей цепочке бензинового двигателя лежит физико-химический процесс, при котором газы в значительной степени расширяются при нагревании. Иначе говоря, когда в цилиндре воспламеняется топливовоздушная смесь, она мгновенно и с большой силой увеличивается в объеме. По этому принципу поршень и начинает движение вниз, совершая полезную работу.

Принцип работы бензинового двигателя

Основная масса автомобилей сегодня работает на бензине, или же на дизельном топливе. По принципу работы двигатели этих авто идентичны, различия лишь в системе питания и поджога топливовоздушной смеси. В качестве примера рассмотрим принцип работы именно бензинового двигателя.

Бензиновые двигатели бывают двухтактными и четырехтактными. В первом случае двигатель вообще не имеет клапанов, это оборотистые, но слабые двигатели, поэтому преимущественно они используются в мелкой бытовой технике, иногда мопедах.

Четырехтактные же двигатели – это именно то, что нужно любому автомобилю. Главными система в таком двигателе являются:

  • поршневая система;
  • система питания;
  • система поджога;
  • система накопления и превращения энергии;
  • газораспределительный механизм.

В поршневую систему входит поршень и цилиндр. Всего поршень движется в четырехтактном двигателе в четыре такта, это: опускание вниз и наполнение цилиндра топливной смесью, ее сжатие и поджог, опускание поршня вниз под давлением газов, и возврат поршня вверх для выпуска газов. Далее все повторяется по кругу.

Что же касается топливных систем, то они бывают карбюраторными инжекторными. В первом случае двигатель сам засасывает топливо в себя, а во втором случае оно впрыскивается принудительно через форсунки.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Коэффициент полезной работы нынешних двигателей внутреннего сгорания достаточно низок. Средняя цифра этого показателя варьируется в пределах 30-35%. Это значит, что израсходовав 100 литров топлива при работе, только 35 литров из них сгорят с пользой. Не смотря на это, бензиновые двигатели продолжают активно использоваться и считаются одними из самых успешных устройств, для установки на транспорт.

Но куда же девается остальная часть энергии при работе двигателя внутреннего сгорания? Львиная доля всей этой энергии уходит в виде теплоты. Когда двигатель работает, он нагревается весь и при этом ему требуется охлаждение. В процессе охлаждения энергия уходит попросту в никуда, поскольку способа использовать ее с пользой еще не нашли.

Еще энергия тратится на преодоление сил трения, впрочем, при трении выделяется тепловая энергия, которая также расходуется напрасно.

Освоив принцип работы, главные основы и закономерности работы двигателя внутреннего сгорания, можно не только самому исправить двигатель при поломке, но и модернизировать его. Многие умельцы увеличивают объем двигателя, меняют компрессию, модернизируют системы питания и поджога топлива. Путем таких модернизаций можно достигнуть отличных силовых характеристик и уменьшить его потребность в топливе.


Категории:

Статистика за месяц:

Добавлено инструкций: 25
Добавлено вопросов: 4