Номер 1, страница 133, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 34. Тепловые машины и экология. Повторим изученное - номер 1, страница 133.

Условие.

• Как устроен двигатель внутреннего сгорания?

Решение.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой двигатель, в котором сгорание топлива происходит непосредственно внутри его рабочей камеры (цилиндра). Основной принцип его работы заключается в преобразовании химической энергии сгорающего топлива в механическую работу.

Конструкция и принцип действия ДВС лучше всего описываются через его основные компоненты и рабочий цикл.

Основные компоненты двигателя:

Блок цилиндров — это основная корпусная деталь двигателя, в которой расположены цилиндры. Он служит основой для крепления всех остальных частей.

Цилиндр — это полость в блоке, внутри которой движется поршень. Его внутренняя поверхность тщательно обработана для обеспечения герметичности и минимального трения.

Поршень — подвижная деталь, которая движется вверх и вниз внутри цилиндра. Он воспринимает давление газов, образующихся при сгорании топлива, и передает это усилие дальше.

Шатун — деталь, которая соединяет поршень с коленчатым валом. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Коленчатый вал (коленвал) — вал сложной формы, который воспринимает усилия от всех поршней через шатуны и преобразует их во вращающий момент. Этот момент затем передается на колеса автомобиля.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) — деталь, которая закрывает цилиндры сверху, образуя замкнутую камеру сгорания. В ГБЦ расположены клапаны, свечи зажигания (в бензиновых ДВС) или форсунки (в дизельных ДВС).

Газораспределительный механизм (ГРМ) — система, состоящая из распределительного вала и клапанов. Она обеспечивает своевременную подачу топливовоздушной смеси в цилиндры и выпуск отработавших газов.

• Впускной клапан: открывается для впуска смеси в цилиндр.
• Выпускной клапан: открывается для удаления газов из цилиндра.

Свеча зажигания — устройство в бензиновых двигателях, которое создает электрическую искру для воспламенения топливовоздушной смеси в нужный момент.

Принцип работы (на примере четырехтактного бензинового двигателя):

Рабочий цикл ДВС состоит из четырех последовательных этапов, или тактов, которые совершаются за два полных оборота коленчатого вала:

1. Такт впуска. Поршень движется вниз от своего крайнего верхнего положения (верхняя мертвая точка, ВМТ) к крайнему нижнему (нижняя мертвая точка, НМТ). В это время впускной клапан открыт, и в цилиндр засасывается топливовоздушная смесь.

2. Такт сжатия. Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ. Оба клапана закрыты. Находящаяся в цилиндре смесь сжимается, из-за чего ее давление и температура значительно возрастают.

3. Такт рабочего хода (сгорание). Когда поршень достигает ВМТ, свеча зажигания подает искру, которая воспламеняет сжатую смесь. Происходит микровзрыв. Давление газов резко возрастает, и они с огромной силой толкают поршень вниз. Это единственный такт, во время которого двигатель производит полезную работу.

4. Такт выпуска. Поршень, дойдя до НМТ, снова начинает двигаться вверх. Открывается выпускной клапан, и поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра в выхлопную систему.

После завершения четвертого такта цикл немедленно повторяется. Непрерывное повторение этих циклов во всех цилиндрах двигателя обеспечивает постоянное вращение коленчатого вала.

Ответ: Двигатель внутреннего сгорания устроен как совокупность неподвижных (блок цилиндров, ГБЦ) и подвижных (поршневая группа, кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы) частей. Его работа основана на циклическом повторении четырех тактов (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), в ходе которых энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу — вращение коленчатого вала, которое приводит в движение автомобиль.