Двигатель внутреннего сгорания Печать
Автор naturalscience.ru   

Внутренней энергией обладают все тела - земля, кирпичи, облака и так далее. Однако чаще всего извлечь ее трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел. К ним относятся: нефть, уголь, теплые источники вблизи вулканов и так далее. Рассмотрим один из примеров использования внутренней энергии таких тел.

Карбюраторный двигатель. Это название подчеркивает, что существенной его деталью является карбюратор - устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.


Основные части этого двигателя внутреннего сгорания следующие. 1 - фильтр для всасываемого воздуха, 2 - карбюратор, 3 - бензобак, 4 - топливопровод, 5 - распыляющийся бензин, 6 - впускной клапан, 7 - запальная свеча, 8 - камера сгорания, 9 - выпускной клапан, 10 - цилиндр, 11 - поршень.

Работа этого двигателя состоит из нескольких повторяющихся друг за другом этапов, или, как говорят, тактов. Всего их четыре. Отсчет тактов начинается с момента, когда поршень находится в крайней верхней точке, и оба клапана закрыты.

Первый такт называется впуск (рис. "а"). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь камеры сгорания. После этого впускной клапан закрывается. Второй такт - сжатие (рис. "б"). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь.

Третий такт - рабочий ход поршня (рис. "в"). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь почти мгновенно сгорает, и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления, и горячий газ совершает полезную работу - толкает поршень вниз.

Четвертый такт - выпуск (рис "г"). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает газы из камеры сгорания в выхлопную трубу. Затем клапан закрывается.

Дизельный двигатель. В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией.

В цилиндры двигателя Дизеля попадает не смесь бензина и воздуха, как в карбюраторных двигателях, а только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и, согласно первому закону термодинамики, внутренняя энергия воздуха возрастает. Причем, возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

Следовательно, работа двигателя Дизеля также состоит из четырех тактов: а) всасывание воздуха; б) сжатие воздуха; в) впрыск и сгорание топлива - рабочий ход поршня; г) выпуск отработавших газов. Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка - устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

Проведем сравнение: дизельные двигатели (проще - дизели) могут работать на менее качественном, а, значит, на более дешевом топливе, чем карбюраторные двигатели. Дизели также способны развивать большую мощность. Кроме того, КПД дизелей достигает 35 - 40 %, что заметно выше, чем КПД карбюраторных двигателей: 25 - 30 %.