Номер 1, страница 88 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 23. Тепловые машины и экология. Вспомните - номер 1, страница 88.

Условие.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания?

Решение.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип теплового двигателя, в котором химическая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую работу. Процесс сгорания происходит непосредственно внутри рабочей камеры (цилиндра) двигателя. Устройство и принцип работы ДВС удобнее всего рассмотреть на примере наиболее распространенного — четырехтактного поршневого двигателя.

Строение двигателя
Двигатель представляет собой совокупность сложных механизмов и систем. Основными из них являются:
• Кривошипно-шатунный механизм (КШМ): это основной механизм, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он включает в себя:
- Цилиндр: полая рабочая камера, в которой происходит сгорание топлива и движется поршень.
- Поршень: подвижная деталь, которая воспринимает давление расширяющихся газов.
- Шатун: стержень, который соединяет поршень с коленчатым валом.
- Коленчатый вал (коленвал): вал сложной формы, который преобразует движение поршней во вращающий момент.
• Газораспределительный механизм (ГРМ): обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндры и выпуск из них отработавших газов. Его ключевые компоненты — это распределительный вал и клапаны (впускные и выпускные).
• Система питания: подает в цилиндры топливо и воздух в нужной пропорции для создания горючей смеси.
• Система зажигания (для бензиновых ДВС): воспламеняет рабочую смесь в нужный момент с помощью электрической искры от свечи зажигания. В дизельных двигателях топливо воспламеняется самопроизвольно от высокой температуры сжатого воздуха.
• Система выпуска: отводит отработавшие газы из цилиндров в атмосферу.
• Системы охлаждения и смазки: поддерживают оптимальный температурный режим и снижают трение между движущимися деталями.

Принцип работы (четырехтактный цикл)
Рабочий цикл двигателя состоит из четырех последовательных этапов, или тактов (один ход поршня от одного крайнего положения до другого):
1. Такт впуска: Поршень движется вниз от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ). Впускной клапан открывается, и в цилиндр засасывается топливовоздушная смесь.
2. Такт сжатия: Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ. Оба клапана закрыты. Рабочая смесь в цилиндре сжимается, из-за чего ее давление и температура сильно возрастают.
3. Рабочий ход (сгорание и расширение): В момент, когда поршень находится около ВМТ, смесь воспламеняется. Происходит быстрое сгорание, в результате которого образуется большое количество газов под высоким давлением. Эти газы с огромной силой толкают поршень вниз. Это единственный такт, в ходе которого совершается полезная работа.
4. Такт выпуска: Поршень снова движется вверх, при этом открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускную систему.
После завершения четвертого такта цикл повторяется. Для плавной и непрерывной работы в двигателях используется несколько цилиндров, работающих со сдвигом по фазе, а также маховик, который сглаживает вращение коленчатого вала.

Ответ: Двигатель внутреннего сгорания устроен как система из одного или нескольких цилиндров, в каждом из которых движется поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом. 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.