Опубликовано: 22.08.2018
Среди множества характеристик различных механизмов в автомобиле решающее значение имеет КПД двигателя внутреннего сгорания. Для того чтобы выяснить суть этого понятия, необходимо точно знать, что представляет собой классический двигатель внутреннего сгорания.
В первую очередь, мотор преобразует тепловую энергию, возникающую при сгорании топлива, в определенное количество механической работы. В отличие от паровых машин, эти двигатели более легкие и компактные. Они гораздо экономичнее и потребляют строго определенное жидкое и газообразное топливо. Таким образом, КПД современных двигателей рассчитывается на основании их технических характеристик и прочих показателей.
КПД (коэффициент полезного действия) представляет собой отношение фактически передаваемой мощности на вал двигателя к мощности, получаемой поршнем за счет действия газов. Если провести сравнение КПД двигателей различной мощности, то можно установить, что это значение для каждого из них имеет свои особенности.
Эффективный КПД двигателя зависит от различных механических потерь на разных стадиях работы. На потери влияет движение отдельных частей мотора и возникающее при этом трение. Это поршни, поршневые кольца и различные подшипники. Эти детали вызывают наибольшую величину потерь, составляющие примерно 65 % от их общего количества. Кроме того, потери возникают от действия таких механизмов, как насосы, магнето и прочие, которые могут дойти до 18 %. Незначительную часть потерь составляют сопротивления, возникающие в топливной системе во время процесса впуска и выпуска.
Если сравнивать между собой КПД бензинового и дизельного двигателя, то следует отметить, что первый из них недостаточно эффективен и преобразует в полезное действие всего 25-30 % произведенной энергии. Например, КПД стандартного дизеля достигает 40 %, а применение турбонаддува и промежуточного охлаждения повышает это значение до 50 %.
Оба двигателя, несмотря на схожесть конструкции, имеют различные виды смесеобразования. Поэтому поршни карбюраторного мотора работают при более высоких температурах, требующих качественного охлаждения. Из-за этого тепловая энергия, которая могла бы превратиться в механическую, рассеивается без всякой пользы, понижая общее значение КПД.
Тем не менее, для того чтобы повысить КПД бензинового двигателя, принимаются определенные меры. Например, на один цилиндр могут устанавливаться два впускных и выпускных клапана, вместо конструкции, когда размещается один впускной и один выпускной клапан. Кроме того, в некоторых двигателях на каждую свечу устанавливается отдельная катушка зажигания. Управление дроссельной заслонкой во многих случаях осуществляется с помощью электропривода, а не обыкновенным тросиком.
Дизель является одной из разновидностей двигателей внутреннего сгорания, в котором воспламенение рабочей смеси производится в результате сжатия. Поэтому давление воздуха в цилиндре намного выше, чем у бензинового двигателя. Сравнивая КПД дизельного двигателя с КПД других конструкций, можно отметить его наиболее высокую эффективность.
При наличии низких оборотов и большого рабочего объема показатель КПД может превысить 50 %.
Следует обратить внимание на сравнительно небольшой расход дизельного топлива и низкое содержание вредных веществ в отработанных газах. Таким образом, значение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания полностью зависит от его типа и конструкции. Во многих автомобилях низкий КПД перекрывается различными усовершенствованиями, позволяющими улучшить общие технические характеристики.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
История XIX века неразрывно связана с паровыми машинами: они приводили в действие станки на заводах, заставляли ехать паровозы и плыть пароходы. Паровая машина – двигатель внешнего сгорания, поскольку создание рабочего тела (горячего пара) происходит снаружи самого двигателя.
Однако развитие техники показало, что наиболее эффективным является двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочее тело (горячий газ) создаётся непосредственно внутри цилиндра с поршнем. В принципе, это тоже может быть горячий пар, однако технически проще оказалось использовать горячий газ, который образуется при сжигании жидкого топлива – бензина.
Карбюраторный двигатель. Это название подчёркивает, что существенной его деталью является карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом. Основные части карбюраторного двигателя внутреннего сгорания следующие (см. рисунок).
Цифрами на рисунке обозначено: 1 – фильтр для всасываемого воздуха, 2 – карбюратор, 3 – бензобак, 4 – топливопровод, 5 – распыляющийся бензин, 6 – впускной клапан, 7 – запальная свеча, 8 – камера сгорания, 9 – выпускной клапан, 10 – цилиндр, 11 – поршень.
Работа двигателя состоит из четырёх повторяющихся друг за другом этапов, называемых тактами. Отсчёт тактов начинается с момента, когда поршень находится в верхней точке, и оба клапана закрыты.
Первый такт – впуск (рис. «а»). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь цилиндра. Затем впускной клапан закрывается. Второй такт – сжатие (рис. «б»). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь. Третий такт – рабочий ход поршня (рис. «в»). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь быстро сгорает, и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления, и горячий газ совершает полезную работу – толкает поршень вниз. Четвёртый такт – выпуск (рис. «г»). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает отработавший газ из камеры сгорания в трубу. Затем клапан закрывается.
Дизельный двигатель. В 1892 г. немецкий инженер Р.Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение и права изобретателя) на двигатель, впоследствии названный его фамилией. В цилиндры двигателя Дизеля попадает не смесь бензина и воздуха, а только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и, согласно первому закону термодинамики, внутренняя энергия воздуха возрастает. Причём температура воздуха возрастает настолько, что впрыскиваемое топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.
Следовательно, работа двигателя Дизеля также состоит из четырёх тактов: а) всасывание воздуха; б) сжатие воздуха; в) впрыск и сгорание топлива – рабочий ход; г) выпуск отработавших газов. Важно: карбюратор и свеча становятся ненужными, что упрощает конструкцию двигателя и повышает его надёжность.
Дизели могут работать на менее качественном, а значит, на более дешёвом топливе, чем карбюраторные двигатели. Дизели способны развивать большую мощность. КПД дизелей достигает 35–40%, что выше, чем КПД карбюраторных двигателей: 30–35%.
questions-physics.ru
Результаты поиска по запросу кпд карбюраторного двигателя: найдено 1000 страницы.
... можно представить себе как роль свечи зажигания, такой же, как и в обычном карбюраторном двигателе, однако в данном случае вместо свечей работают капельки дизельного спрея, воспламеняясь под давлением ... двигатель карьерного экскаватора фирмы Caterpillar. Ученым даже удалось поставить мировой рекорд, заставив этот сравнительно небольшой двигатель работать с КПД 53%. До этого самыми эффективными среди двигателей внутреннего сгорания считались огромные корабельные двухтактные дизельные двигатели с КПД ...
https://www.sunhome.ru/journal/122182
... как в портовой акватории, так и в открытом море. Поэтому на борту морской яхты всегда можно найти двигатель внутреннего сгорания, выбрасывающий углекислый газ и вредные примеси так же, как и другие подобные устройства. Конструкторы экологической ... уверены создатели яхты. Таким образом, рейд водородного судна станет еще и рекламной компанией экологически нейтральных водородных двигателей. В каждом порту экологи будут демонстрировать свою яхту всем желающим, организуя экскурсии и морские прогулки. ...
https://www.sunhome.ru/journal/121522
Здесь мы не берем на себя смелость провести анализ того, каким образом идея выступает в роли двигателя, а приведем лишь факты, демонстрирующие влияние этой её роли на прогресс в определенной технической сфере. В недалеком прошлом (1926 г.) выдающийся русский металлург П. Г. Соболевский предложил оригинальную ...
https://www.sunhome.ru/journal/121632
"Охотники за сенсациями" предоставили на суд общественности свежие "шпионские" фотографии BMW M5 нового поколения, на которых впервые можно разглядеть силовую установку седана, чья официальная презентация состоится осенью этого года. [preview] По предварительным данным, на фотографиях представлена турбированная V-образная "восьмерка" с двумя турбинами. Объем силовой установки составляет 4,4 литра, а мощность достигает порядка 600 л.с. Для сравнения, BMW M5 последнего поколения, производство ...
https://www.sunhome.ru/journal/128197
... лишь при ее базировании на энергетических установках без холодильника, КПД которых не был бы ограничен КПД Карно. Такие энергетические установки называют вечными двигателями второго рода. Принято считать, что они запрещены вторым ... следовательно, охлаждения другой. Внешний холодильник становится ненужным, а КПД — не ограниченным КПД машины Карно. Второе начало термодинамики Излюбленный аргумент защитников вечных двигателей второго рода — ограниченность второго начала термодинамики. Моя позиция ...
https://www.sunhome.ru/journal/127646
... счет энергии данной системы, без получения энергии (в любой форме) извне. 2. "Вечный двигатель второго рода", в отличие от "вечного двигателя первого рода", использует какой - либо "нетрадиционный" вид энергии поступающий извне. Например, " ... что было подтверждено известным физиком Г.Путхофом (Harold Puthoff). Т.е. мощность в 500кВт была получена без затрат энергии. КПД схемы Чернетского гораздо больше 1. В США запатентованы схемы аналогичные схеме Чернетского. (US patent No 5416391 и No 5449989 ...
https://www.sunhome.ru/journal/16103
... общедоступная. Это независимость от энергетических монополистов и их жадности, которую мы должны оплачивать в геометрической прогрессии. Вечный двигатель - это не бином Ньютона, но пока сильные мира сего будут предпочитать сидеть на углеводородах, уничтожая планету и ... . Это и есть реальная экономия энергии. Далее. Вечный двигатель Джона Бидини и Роберта Адамса. Они использовали его в автомобилестроении, причем КПД двигателя Роберта Адамса, по его заявлениям, составлял 800 процентов, что ...
https://www.sunhome.ru/journal/144835
... многообразии силовых агрегатов. [preview] Сразу оговоримся, что здесь в основном рассматриваются бензиновые двигатели, т.к. система кодирования дизелей малоинформативна, и, что единых для всех производителей принципов ... выше производителей, предоставляет данные о числе цилиндров (это первая цифра). A, G - бензиновый двигатель D - дизельный двигатель M - дизельный двигатель, топливный насос высокого давления с электронным управлением Следом находятся две цифры (принадлежность к серии), после ...
https://www.sunhome.ru/journal/17359
... датчик дроссельной заслонки (не сам дроссель а дополнительный выключатель). Если соленоид функционирует нормально, то двигатель будет работать с перебоями, и вполне может заглохнуть из-за дополнительного количества топлива. Проверить азотистый ... систему и имеете соответствующие устройства безопасности, системы впрыска азота столь же безопасны, как и другие варианты доработки двигателя (турбины, механические нагнетатели и пр.). Всех неприятностей, о которых я слышал, связанных с применением впрыска ...
https://www.sunhome.ru/journal/17365
... Массачусетсским Технологическим Институтом (MIT) и Университетом провинции Альберта (Канада). Ученые из MIT спроецировали развитие двигателей до 2020 года и пришли к выводу, что дизель по возможностям намного превосходит водородные топливные элементы ... до соотношения 100:1. Не все гладко Несмотря на современный уровень развития дизельных технологий, этот тип двигателя все еще считается недостаточно экологичным. Например, жесткие требования штата Калифорния к содержанию вредных веществ в ...
https://www.sunhome.ru/journal/19473
www.sunhome.ru
www.freepatent.ru
Карбюраторный двигатель - один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием[1].
В карбюраторном двигателе в цилиндры двигателя поступает готовая топливовоздушная смесь, приготавливаемая чаще всего в карбюраторе, давшем название типу двигателя, либо в газовоздушном смесителе, либо образующаяся при впрыске топлива, распыленного специальной форсункой, в поток всасывающегося воздуха - такие двигатели называются впрысковыми или инжекторными.
Независимо от способа смесеобразования и количества тактов в рабочем цикле карбюраторные двигатели имеют одинаковый принцип работы, а именно: сжатая в камере сгорания горючая смесь в определенный момент поджигается системой зажигания, чаще всего электроискровой.
Может также использоваться зажигание смеси от калильной трубки, в настоящее время в основном в дешевых малогабаритных двигателях, например, на авиамоделях; плазменное, лазерное зажигание - в настоящее время в состоянии, скорее, экспериментальных разработок.Карбюраторные двигатели по количеству тактов в рабочем цикле делятся на четырехтактные, или двигатели Отто, у которых рабочий цикл состоит из четырех тактов и включает четыре полуоборота коленвала, и двухтактные, рабочий цикл которых включает два полуоборота коленвала с одновременным протеканием разных тактов одновременно. Последние, благодаря относительной простоте конструкции, получили широкое распространение как двигатели для мотоциклов и разнообразных агрегатов, требующих простоты и дешевизны конструкции - бензопилах, мотокультиваторах, как пусковые двигатели для более мощных дизелей и т. д.
Карбюраторные двигатели разделяются на атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется только за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня и двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в цилиндр происходит под давлением, создаваемым специальным компрессором, с целью увеличения рабочего заряда в том же рабочем объеме и получения повышенной мощности двигателя.
Двухтактный карбюраторный двигатель 2СД-М1, работающий на смеси бензина и моторного масла (25:1). Карбюратор справаВ качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт[2], светильный газ, пропан-бутановая смесь, этиловый спирт, керосин, лигроин, бензин и их смеси. Наибольшее распространение получили бензиновые и газовые карбюраторные двигатели.
dvc.academic.ru
Sitemap