Номер 1, страница 84 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 22. Реактивный двигатель. Холодильные машины. Вспомните - номер 1, страница 84.

Условие.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания?

Решение.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой двигатель, в котором сгорание топлива и, следовательно, высвобождение химической энергии происходит непосредственно внутри рабочей камеры двигателя. Давление, создаваемое расширяющимися горячими газами в результате сгорания, толкает поршень, преобразуя энергию в механическую работу.

Устройство и принцип работы ДВС удобнее всего рассмотреть на примере самого распространенного — четырехтактного поршневого бензинового двигателя.

Основные компоненты двигателя внутреннего сгорания

Блок цилиндров — основная корпусная деталь, в которой расположены цилиндры.

Цилиндр — полость в блоке, внутри которой происходит рабочий процесс и движется поршень.

Поршень — подвижная деталь цилиндрической формы, которая движется возвратно-поступательно внутри цилиндра. Он воспринимает давление газов при сгорании топлива и передает усилие на шатун.

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

Коленчатый вал (коленвал) — вал со сложной геометрией, который воспринимает усилия от шатунов и преобразует их во вращающий момент, который затем передается на трансмиссию автомобиля.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) — деталь, которая накрывает блок цилиндров сверху. В ней находятся клапаны, свечи зажигания и элементы газораспределительного механизма.

Газораспределительный механизм (ГРМ) — система, состоящая из распределительного вала и клапанов, которая обеспечивает своевременный впуск топливовоздушной смеси в цилиндры и выпуск отработавших газов.

Впускной и выпускной клапаны — элементы ГРМ, которые поочередно открывают и закрывают впускные и выпускные каналы в ГБЦ.

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

Принцип работы (четырехтактный цикл)

Рабочий цикл двигателя состоит из четырех тактов, которые происходят за два полных оборота коленчатого вала.

1. Такт впуска
Поршень движется вниз от своего крайнего верхнего положения — верхней мертвой точки (ВМТ) — к нижнему (НМТ). В это время впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. За счет создаваемого разрежения в цилиндр засасывается топливовоздушная смесь (смесь бензина и воздуха).

2. Такт сжатия
Поршень начинает движение вверх от НМТ к ВМТ. Оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Поршень сжимает находящуюся в цилиндре топливовоздушную смесь, в результате чего ее давление и температура значительно возрастают.

3. Такт рабочего хода (сгорание)
Когда поршень достигает ВМТ, свеча зажигания генерирует искру, которая воспламеняет сжатую смесь. Происходит взрывообразное сгорание, приводящее к резкому росту давления газов. Эти газы с огромной силой толкают поршень вниз, к НМТ. Это единственный такт, в ходе которого производится полезная механическая работа. Усилие от поршня через шатун передается на коленчатый вал, заставляя его вращаться.

4. Такт выпуска
После достижения поршнем НМТ открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, к ВМТ, выталкивая отработавшие газы из цилиндра в выпускную систему. В конце такта выпуска клапан закрывается, и цикл начинается снова с такта впуска.

Ответ: Двигатель внутреннего сгорания устроен как система взаимосвязанных механизмов, главными из которых являются кривошипно-шатунный (поршни, шатуны, коленчатый вал) и газораспределительный (распредвал, клапаны). Его работа основана на циклическом повторении четырех тактов (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), в ходе которых химическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую энергию вращения коленчатого вала за счет давления расширяющихся газов на поршень.