Номер 4, страница 85 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. Опишите процессы, происходящие в двигателе в течение каждого из четырёх тактов. Как называют эти такты?

Один полный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) состоит из четырёх тактов. За эти четыре такта коленчатый вал совершает два полных оборота ($360^\circ \times 2 = 720^\circ$). Это происходит потому, что каждый такт, представляющий собой движение поршня от одной мёртвой точки до другой, соответствует одному полуобороту коленчатого вала ($180^\circ$).

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из следующих тактов:

1. Впуск. Поршень движется от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней мёртвой точке (НМТ). При этом впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. В цилиндр засасывается либо горючая смесь (в бензиновых двигателях), либо чистый воздух (в дизельных двигателях).
2. Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Рабочая смесь или воздух в цилиндре сжимается, что приводит к значительному увеличению давления и температуры.
3. Рабочий ход (Расширение). В конце такта сжатия происходит воспламенение. В бензиновом двигателе горючая смесь поджигается электрической искрой от свечи зажигания. В дизельном двигателе впрыснутое топливо самовоспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха. Образовавшиеся в результате сгорания газы расширяются и с огромной силой толкают поршень от ВМТ к НМТ. Оба клапана при этом закрыты. Это единственный такт, в ходе которого двигатель совершает полезную работу, приводя в движение коленчатый вал.
4. Выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Выпускной клапан открыт, а впускной закрыт. Поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра в выпускную систему.

После завершения четвёртого такта весь цикл повторяется. Эти такты называются: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Ответ: Рабочий цикл двигателя состоит из четырех тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Во время такта впуска поршень движется вниз, всасывая рабочую смесь или воздух. Во время такта сжатия поршень движется вверх, сжимая содержимое цилиндра. В начале рабочего хода происходит воспламенение, и расширяющиеся газы толкают поршень вниз, совершая работу. В течение такта выпуска поршень движется вверх, выталкивая отработавшие газы.

Несмотря на то, что оба двигателя являются ДВС и работают по четырёхтактному циклу, между карбюраторным (бензиновым) и дизельным двигателями существуют принципиальные различия:

• Способ смесеобразования. В карбюраторном двигателе горючая смесь (бензин + воздух) готовится вне цилиндра, в карбюраторе, и всасывается в цилиндр уже в готовом виде. В дизельном двигателе в цилиндр сначала всасывается чистый воздух, и только в конце такта сжатия в него под высоким давлением впрыскивается дизельное топливо.
• Способ воспламенения. В карбюраторном двигателе сжатая горючая смесь поджигается принудительно с помощью электрической искры от свечи зажигания. В дизельном двигателе происходит воспламенение от сжатия: топливо самовоспламеняется при контакте с воздухом, нагретым до очень высокой температуры (700–800 °C) в результате сильного сжатия.
• Степень сжатия. Дизельные двигатели имеют значительно более высокую степень сжатия (от 14:1 до 25:1) для достижения температуры самовоспламенения топлива. У карбюраторных двигателей степень сжатия ниже (от 8:1 до 12:1), так как более высокое сжатие привело бы к детонации (преждевременному взрывному сгоранию смеси).
• Конструкция и КПД. Дизельные двигатели не имеют системы зажигания, но оборудованы сложной топливной аппаратурой высокого давления (ТНВД, форсунки). Из-за высоких давлений они имеют более прочную и тяжелую конструкцию. Благодаря высокой степени сжатия КПД дизельных двигателей выше, что делает их более экономичными по сравнению с бензиновыми.

Ответ: Основные различия заключаются в способе приготовления рабочей смеси и её воспламенения. В карбюраторном двигателе готовая топливо-воздушная смесь всасывается в цилиндр и поджигается искрой. В дизельном двигателе всасывается чистый воздух, который сильно сжимается и нагревается, после чего в него впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется. Это обуславливает различия в используемом топливе, степени сжатия, конструкции и коэффициенте полезного действия двигателей.