Повторим и вспомним:

  • - что такое тепловые двигатели;
  • - каковы основные части теплового двигателя;
  • - что называется КПД теплового двигателя.

Мы узнаем:

  • - что такое двигатель внутреннего сгорания;
  • - как устроен двигатель внутреннего сгорания и как он работает.

Среди способов увеличения КПД тепловых двигателей один оказался наиболее плодотворным. Сущность его состояла в уменьшении потерь энергии за счет перенесения места сжигания топлива и нагрева рабочего тела внутрь цилиндра. Отсюда и происходит название "двигатель внутреннего сгорания" (ДВС). Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе. Двигатель внутреннего сгорания - один из самых распространенных двигателей. Он приводит в движение автомобили, тракторы, тепловозы, теплоходы и т.д.

Первый двигатель внутреннего сгорания был создан 1860 г. французским инженером Э. Ленуаром. КПД его двигателя был равен 3,3%. Однако его совершенствование пошло очень быстро.

Рассмотрим простейший двигатель внутреннего сгорания. Он состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, соединенный с шатуном. Шатун насажен на коленчатый вал и приводит его во вращение при движении поршня в цилиндре. В верхней части цилиндра имеются два отверстия, в которые вставлены клапаны - впускной и выпускной. Через них в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи, и выходят отработавшие газы.

Рассмотрим более подробно схему работы двигателя внутреннего сгорания при помощи интерактивной модели на четвёртом слайде проекта Физика. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мёртвой точки до другой, называют ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, то есть четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырёхтактными. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.

Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: дизельные и карбюраторные. Основное отличие дизельного двигателя от карбюраторного заключается в способе подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. В карбюраторном двигателе горючая смесь готовится вне двигателя в специальном устройстве - карбюраторе, и из него поступает в двигатель и поджигается в необходимый момент свечой зажигания. В дизельном двигателе воздух попадает в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия, когда воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (700-800°C), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением. Дизельные двигатели являются наиболее экономичными тепловыми двигателями: они работают на дешёвых видах топлива и имеют КПД 31-44%. Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания имеют довольно низкий КПД - 25-30%.