Номер 1, страница 80 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 20. Двигатель внутреннего сгорания. Вопросы - номер 1, страница 80.

Условие.

1. Опишите принцип действия четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания. Из каких тактов состоит каждый его рабочий цикл?

Решение.

1. Принцип действия четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основан на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топливовоздушной смеси внутри цилиндра, в механическую работу. Эта работа совершается за счёт давления расширяющихся газов на поршень, который, двигаясь поступательно, через кривошипно-шатунный механизм вращает коленчатый вал. Полный рабочий цикл двигателя происходит за четыре хода поршня, или такта, что соответствует двум полным оборотам коленчатого вала.

Рабочий цикл состоит из следующих четырёх тактов:

Такт 1: Впуск. Поршень движется от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней мёртвой точке (НМТ). В это время впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. В цилиндр засасывается горючая смесь (смесь паров топлива и воздуха).

Такт 2: Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Горючая смесь в цилиндре сжимается, её давление и температура повышаются.

Такт 3: Рабочий ход (сгорание и расширение). В конце такта сжатия, когда поршень находится вблизи ВМТ, сжатая смесь воспламеняется от электрической искры (в бензиновых двигателях) или самовоспламеняется от высокой температуры и давления (в дизельных двигателях). Происходит быстрое сгорание смеси. Давление газов резко возрастает, и они с большой силой толкают поршень вниз, от ВМТ к НМТ. Оба клапана при этом закрыты. Это единственный такт, во время которого двигатель совершает полезную работу.

Такт 4: Выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Выпускной клапан открыт, а впускной закрыт. Поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра в выхлопную систему. В конце такта выпуска клапан закрывается, и цикл начинается снова.

Ответ: Принцип работы четырёхтактного ДВС заключается в преобразовании энергии сгорания топлива в механическую работу поршня, который вращает коленчатый вал. Рабочий цикл состоит из четырёх тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

2. Маховик в двигателе представляет собой массивный диск, установленный на конце коленчатого вала. Он выполняет несколько ключевых функций:

Во-первых, он обеспечивает равномерность вращения коленчатого вала. Двигатель производит полезную работу только во время одного из четырёх тактов (рабочего хода). В остальные три такта (впуск, сжатие, выпуск) поршень нужно двигать принудительно, затрачивая энергию. Маховик, обладая большим моментом инерции, накапливает кинетическую энергию во время рабочего хода и отдаёт её, чтобы провернуть коленчатый вал в течение вспомогательных тактов. Это сглаживает рывки и делает работу двигателя более плавной.

Во-вторых, маховик помогает преодолевать кратковременные перегрузки и обеспечивает запуск двигателя, позволяя стартеру провернуть коленчатый вал для начала рабочего цикла.

В-третьих, в автомобилях маховик является частью сцепления, через него крутящий момент от двигателя передаётся на трансмиссию.

Ответ: Маховик играет роль накопителя кинетической энергии, обеспечивая равномерное вращение коленчатого вала за счет своей инерции, сглаживая работу двигателя и позволяя поршню проходить вспомогательные такты (впуск, сжатие, выпуск). Также он участвует в передаче крутящего момента на трансмиссию.