0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В двигателе внутреннего сгорания механическую работу за счет

Изменение внутренней энергии тела ΔU, в результате совершенной им работы A, подчиняется первому закону термодинамики:

где Q количество теплоты, переданное телу. Появление теплоты Q в этом уравнении связано с тем, что в качестве веществ, которые используются для превращения их внутренней энергии в механическую, обычно используются газы или водяной пар (газообразное состояния воды).

Рис. 1. Превращение внутренней энергии в механическую.

Первый закон термодинамики, представленный в виде формулы (1), есть не что иное, как частный случай общего закона сохранения энергии, который гласит, что при любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только превращается из одной формы в другую или переходит от одного тела к другому.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Терминология
  • 2 История
    • 2.1 Древность
    • 2.2 Средневековье
    • 2.3 Промышленная революция
    • 2.4 Автомобили
      • 2.4.1 Горизонтально расположенные поршни
      • 2.4.2 Продвижение
      • 2.4.3 Увеличение мощности
      • 2.4.4 Эффективность сгорания
      • 2.4.5 Конфигурация двигателя
  • 3 Типы
    • 3.1 Тепловой двигатель
      • 3.1.1 Двигатель внутреннего сгорания
      • 3.1.2 Двигатель внутреннего сгорания
      • 3.1.3 Двигатель внешнего сгорания
      • 3.1.4 Воздушные двигатели внутреннего сгорания
      • 3.1.5 Воздействие на окружающую среду
      • 3.1.6 Качество воздуха
      • 3.1.7 Негорючие тепловые двигатели
    • 3.2 Двигатель с нетепловым химическим приводом
    • 3.3 Электродвигатель
    • 3.4 Двигатель с физическим приводом
      • 3.4.1 Пневматический двигатель
      • 3.4.2 Гидравлический двигатель
  • 4 Производительность
    • 4.1 Скорость
    • 4.2 Тяга
    • 4.3 Крутящий момент
    • 4.4 Мощность
    • 4.5 Эффективность
    • 4.6 Уровни шума
  • 5 Двигатели по использованию
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки
    • 7.1 Цитаты
    • 7.2 Источники
  • 8 Внешние ссылки

Как работает

Топливо, сгорая в надпоршневом пространстве, выделяет огромное количество тепла в каждом цикле работы двигателя. Температура сгоревших газов достигает 2000 градусов. Только часть энергии они передадут движущимся деталям мотора, все остальное в виде тепла нагреет двигатель. То, что останется, вместе с отработанными газами улетит в трубу. Следовательно, если не будем охлаждать поршень, он через некоторое время расплавится. Это важный момент для понимания условий работы поршневой группы.

Читать еще:  Что означает четырехтактный двигатель

Наиболее нагретым является рабочее тело, или, другими словами, газы в камере сгорания. Тепло будет передано окружающему воздуху – самому холодному. Воздух, омывая радиатор и корпус двигателя, остудит охлаждающую жидкость, блок цилиндров и корпус головки. Остается найти мостик, по которому поршень отдает свое тепло в блок и антифриз. Есть четыре пути.

Первый путь, обеспечивающий наибольший поток , – поршневые кольца. Причем первое кольцо играет главную роль, как расположенное ближе к днищу. Это наиболее короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Кольца одновременно прижаты к поршневым канавкам и стенке цилиндра. Они обеспечивают более 50% теплового потока.

Вторая охлаждающая жидкость в двигателе – масло. Имея доступ к наиболее нагретым местам мотора, масляный туман уносит и отдает в поддон картера значительную часть тепла от самых горячих точек. В случае применения масляных форсунок, направляющих струю на внутреннюю поверхность днища поршня, доля масла в теплообмене может достигать 30 – 40%.

Но нагружая масло функцией теплоносителя, должны позаботиться, чтобы его остудить. Иначе перегретое масло может потерять свойства. Также, чем выше температура масла, тем меньше тепла способно перенести.

Третий путь. Часть тепла отбирает на нагрев свежая топливовоздушная смесь, поступившая в цилиндр. Количество свежей смеси и количество тепла, которое отберет, зависит от режима работы и степени открытия дросселя. Но тепло, полученное при сгорании, также пропорционально заряду. Этот путь охлаждения носит импульсный характер. Отличается скоротечностью и высокоэффективен, т.к. тепло отбирается с той стороны, с которой поршень нагревается.

Вспомним про компрессию. Представим, что кольцо не прилегает по всей длине к стенке цилиндра. Тогда сгоревшие газы, прорываясь в щель, создадут барьер, препятствующий передаче тепла от поршня через кольцо в стенку цилиндра. Это, как если бы закрыли часть радиатора и лишили его возможности охлаждаться воздухом.

Читать еще:  Что такое оппозитный двигатель его плюсы и минусы

Более страшна картина, если кольцо не имеет тесного контакта с канавкой. В местах, где газы имеют возможность протекать мимо кольца через канавку, участок поршня лишается возможности охлаждаться. Как результат – прогар и выкрашивание части, прилегающей к месту утечки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector