Presentasi fisika dengan topik mesin pembakaran dalam. Presentasi dengan topik mesin pembakaran dalam. Keunggulan mesin diesel

Disiapkan oleh: Tarasov Maxim Yurievich

Kepala: master pelatihan industri

MAOU DO MUK "Eureka"

Barakaeva Fatima Kurbanbievna

• Mesin pembakaran dalam(ICE) adalah salah satu perangkat utama dalam desain mobil yang berfungsi untuk mengubah energi bahan bakar menjadi energi mekanik, yang pada gilirannya melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Prinsip pengoperasian mesin pembakaran dalam didasarkan pada fakta bahwa bahan bakar yang dikombinasikan dengan udara membentuk campuran udara. Pembakaran secara siklis di ruang bakar, campuran udara-bahan bakar memberikan tekanan tinggi yang diarahkan ke piston, yang pada gilirannya memutar poros engkol melalui mekanisme engkol. Energi rotasinya ditransfer ke transmisi kendaraan.

• Starter sering digunakan untuk menghidupkan mesin pembakaran internal - biasanya Mesin listrik memutar poros engkol. Pada mesin diesel yang lebih berat, mesin pembakaran internal tambahan ("starter") digunakan sebagai starter dan untuk tujuan yang sama.

• Ada beberapa jenis mesin (ICE):

• bensin
• diesel
• gas
• gas-diesel
• piston putar

• Mesin pembakaran internal bensin- yang paling umum dari mesin otomotif. Bahan bakar mereka adalah bensin. melewati sistem bahan bakar, bensin memasuki karburator atau intake manifold melalui nosel semprot, dan kemudian campuran udara-bahan bakar ini disuplai ke silinder, dikompresi di bawah pengaruh grup piston, dan dinyalakan oleh percikan dari busi.

• Sistem karburator dianggap sudah ketinggalan zaman, sehingga sistem injeksi bahan bakar kini banyak digunakan. Nozel atomisasi bahan bakar (injektor) menyuntikkan baik langsung ke silinder atau ke intake manifold. Sistem injeksi dibagi menjadi mekanik dan elektronik. Pertama, mekanisme tuas mekanis tipe pendorong digunakan untuk mengukur bahan bakar, dengan kemungkinan kontrol elektronik campuran bahan bakar. Kedua, proses penyusunan dan penginjeksian bahan bakar sepenuhnya dipercayakan kepada satuan elektronik kontrol (ECU). Sistem injeksi diperlukan untuk pembakaran bahan bakar yang lebih menyeluruh dan meminimalkan produk pembakaran yang berbahaya.

• Mesin pembakaran dalam diesel menggunakan khusus solar. Mesin mobil jenis ini tidak memiliki sistem pengapian: campuran bahan bakar yang masuk ke silinder melalui nozel dapat meledak di bawah tekanan dan suhu tinggi yang disediakan oleh grup piston.

Mesin bensin dan diesel. Siklus pengoperasian mesin bensin dan diesel

• gunakan gas sebagai bahan bakar - cair, generator, alami terkompresi. Penyebaran mesin semacam itu disebabkan oleh meningkatnya persyaratan untuk keselamatan transportasi lingkungan. Bahan bakar awal disimpan dalam silinder di bawah tekanan tinggi, dari mana ia memasuki peredam gas melalui evaporator, kehilangan tekanan. Selanjutnya, prosesnya mirip dengan injeksi ICE bensin. Dalam beberapa kasus sistem gas catu daya tidak boleh menggunakan evaporator.

• Mobil modern, paling sering, digerakkan oleh mesin pembakaran internal. Ada banyak mesin seperti itu. Mereka berbeda dalam volume, jumlah silinder, tenaga, kecepatan putaran, bahan bakar yang digunakan (mesin diesel, bensin dan gas). Tapi, pada prinsipnya, perangkat mesin pembakaran internal tampaknya.

• Bagaimana cara kerja mesin dan mengapa disebut mesin pembakaran internal empat langkah? Saya mengerti tentang pembakaran internal. Bahan bakar terbakar di dalam mesin. Dan mengapa 4 siklus mesin, apa itu? Memang, ada mesin dua langkah. Tetapi pada mobil mereka sangat jarang digunakan.

• Disebut mesin empat langkah karena pekerjaannya dapat dibagi menjadi empat bagian yang sama dalam waktu. Piston akan melewati silinder empat kali - dua kali ke atas dan dua kali ke bawah. Stroke dimulai ketika piston berada pada titik terendah atau tertinggi. Untuk pengendara-mekanik, ini disebut titik mati atas (TDC) dan titik mati bawah (BDC).

• Stroke pertama, juga dikenal sebagai asupan, dimulai di TDC (pusat mati atas). Saat piston bergerak ke bawah, piston menarik campuran udara-bahan bakar ke dalam silinder. Pengoperasian langkah ini terjadi dengan katup masuk terbuka. Omong-omong, ada banyak mesin dengan banyak katup masuk. Jumlah, ukuran, waktu yang dihabiskan dalam keadaan terbuka dapat memengaruhi tenaga mesin secara signifikan. Ada mesin yang, bergantung pada tekanan pada pedal gas, mengalami peningkatan paksa saat katup masuk dibuka. Hal ini dilakukan untuk menambah jumlah bahan bakar yang dikonsumsi, yang setelah dinyalakan akan meningkatkan tenaga mesin. Mobil dalam hal ini dapat berakselerasi lebih cepat.

• Langkah mesin selanjutnya adalah langkah kompresi. Setelah piston mencapai titik terendahnya, piston mulai naik, sehingga menekan campuran yang masuk ke dalam silinder pada langkah hisap. Campuran bahan bakar dikompresi dengan volume ruang bakar. Kamera macam apa ini? Ruang kosong antara bagian atas piston dan bagian atas silinder saat piston berada di titik mati atas disebut ruang bakar. Katup tertutup sepenuhnya selama kayuhan mesin ini. Semakin rapat mereka ditutup, semakin baik kompresinya. Yang sangat penting dalam hal ini adalah kondisi piston, silinder, cincin piston. Jika ada celah yang besar, kompresi yang baik tidak akan bekerja, dan karenanya, tenaga mesin seperti itu akan jauh lebih rendah. Kompresi dapat diperiksa perangkat khusus. Berdasarkan besarnya kompresi, dapat ditarik kesimpulan tentang tingkat keausan mesin.

• Siklus ketiga adalah yang berfungsi, dimulai dari TDC. Itu disebut pekerja karena suatu alasan. Lagi pula, dalam siklus inilah terjadi tindakan yang membuat mobil bergerak. Pada titik ini, sistem pengapian ikut berperan. Mengapa sistem ini disebut demikian? Ya, karena bertanggung jawab untuk menyalakan campuran bahan bakar yang dimampatkan dalam silinder di ruang bakar. Ini bekerja sangat sederhana - lilin sistem memberikan percikan api. Demi keadilan, perlu dicatat bahwa percikan api dipancarkan pada busi beberapa derajat sebelum piston mencapai titik puncak. Gelar-gelar ini adalah mesin modern, diatur secara otomatis oleh "otak" mobil.

• Setelah bahan bakar menyala, terjadi ledakan - volumenya meningkat tajam, memaksa piston bergerak ke bawah. Katup pada langkah mesin ini, seperti pada langkah sebelumnya, dalam keadaan tertutup.

Ukuran keempat adalah ukuran rilis

• Langkah mesin keempat, yang terakhir adalah knalpot. Setelah mencapai titik terendah, setelah langkah kerja, katup buang mulai terbuka di mesin. Mungkin ada beberapa katup seperti itu, serta katup masuk. Ke atas, piston mengeluarkan gas buang dari silinder melalui katup ini - ventilasi. Tingkat kompresi dalam silinder, penghilangan lengkap gas buang dan jumlah campuran udara-bahan bakar yang masuk tergantung pada operasi katup yang tepat.
• Setelah hitungan keempat, giliran yang pertama. Proses ini diulangi secara siklis. Dan karena rotasi apa yang terjadi - pengoperasian mesin pembakaran dalam semua 4 langkah, yang menyebabkan piston naik dan turun pada langkah kompresi, buang, dan masuk? Faktanya, tidak semua energi yang diterima dalam siklus kerja diarahkan ke pergerakan mobil. Sebagian energi digunakan untuk memutar roda gila. Dan dia, di bawah pengaruh inersia, memutar poros engkol mesin, menggerakkan piston selama periode siklus "tidak bekerja".

Presentasi disiapkan berdasarkan materi situs http://autoustroistvo.ru

PERANGKAT MESIN PEMBAKARAN DALAM Mesin terdiri dari silinder di mana piston 3 bergerak, dihubungkan melalui batang penghubung 4 dengan poros engkol 5. Di bagian atas silinder terdapat dua katup 1 dan 2 yang secara otomatis membuka dan menutup pada waktu yang tepat saat mesin bekerja. Campuran yang mudah terbakar memasuki silinder melalui katup 1, yang dinyalakan dengan bantuan lilin 6, dan gas buang dilepaskan melalui katup 2. Dalam silinder mesin semacam itu, terjadi pembakaran campuran yang mudah terbakar yang terdiri dari uap bensin dan udara secara berkala. Suhu produk gas hasil pembakaran mencapai derajat Celcius.

PENGOPERASIAN LANGKAH MESIN PEMBAKARAN DALAM Satu langkah piston, atau satu langkah mesin, diselesaikan dalam setengah putaran poros engkol. Saat poros mesin berputar pada awal langkah pertama, piston bergerak ke bawah. Volume di atas piston meningkat. Akibatnya, ruang hampa tercipta di dalam silinder. Pada saat ini, katup 1 terbuka dan campuran yang mudah terbakar masuk ke dalam silinder. Pada akhir langkah pertama, silinder diisi dengan campuran yang mudah terbakar, dan katup 1 menutup.

PENGOPERASIAN LANGKAH MESIN PEMBAKARAN DALAM II Dengan putaran poros lebih lanjut, piston bergerak ke atas (langkah kedua) dan menekan campuran yang mudah terbakar. Pada akhir langkah kedua, ketika piston mencapai posisi paling atas, campuran bahan bakar yang terkompresi menyala (dari percikan listrik) dan dengan cepat terbakar.

KERJA LANGKAH MESIN PEMBAKARAN DALAM III Di bawah pengaruh pemuaian gas panas (langkah ketiga), mesin melakukan kerja, oleh karena itu langkah ini disebut langkah kerja. Pergerakan piston ditransmisikan ke batang penghubung, dan melaluinya ke poros engkol dengan roda gila. Setelah mendapat dorongan yang kuat, flywheel kemudian terus berputar secara inersia dan menggerakkan piston yang melekat padanya pada siklus berikutnya. Siklus kedua dan ketiga terjadi dengan katup tertutup.

PENGOPERASIAN LANGKAH MESIN PEMBAKARAN INTERNAL IV Pada akhir langkah ketiga, katup 2 terbuka, dan melaluinya produk pembakaran keluar dari silinder ke atmosfer. Pelepasan hasil pembakaran berlanjut selama langkah keempat, saat piston bergerak ke atas. Pada akhir langkah keempat, katup 2 menutup.

penciptaan..

Sejarah penciptaan

Etienne Lenoir (1822-1900)

Tahapan pengembangan ICE:

1860 Étienne Lenoir menciptakan mesin gas ringan pertama

1862 Alphonse Beau De Rochas mengusulkan ide mesin empat tak. Namun, dia gagal menerapkan idenya.

1876 ​​​​Nikolaus August Otto menciptakan mesin empat langkah oleh Roche.

1883 Daimler mengusulkan desain mesin yang dapat bekerja dengan bahan bakar dan bensin

Karl Benz menemukan roda tiga self-propelled berdasarkan teknologi Daimler.

Pada tahun 1920, mesin pembakaran internal menjadi yang terdepan. kru dengan traksi uap dan listrik telah menjadi barang langka.

Agustus Otto (1832-1891)

Karl Benz

Sejarah penciptaan

Sepeda roda tiga, ditemukan oleh Karl Benz

Prinsip operasi

Mesin empat langkah

Siklus kerja empat langkah mesin karburator pembakaran internal terjadi dalam 4 langkah piston (tak), yaitu dalam 2 putaran poros engkol.

Ada 4 siklus:

1 langkah - asupan (campuran yang mudah terbakar dari karburator memasuki silinder)

2 langkah - kompresi (katup ditutup dan campuran dikompresi, pada akhir kompresi campuran dinyalakan oleh percikan listrik dan bahan bakar dibakar)

3 langkah - langkah kerja (ada konversi panas yang diterima dari pembakaran bahan bakar menjadi kerja mekanis)

4 langkah - pelepasan (gas buang dipindahkan oleh piston)

Prinsip operasi

Mesin dua langkah

Ada juga mesin dua langkah pembakaran dalam. Siklus kerja mesin pembakaran dalam karburator dua langkah dilakukan dalam dua langkah piston atau dalam satu putaran poros engkol.

1 ukuran 2 ukuran

Dalam praktiknya, tenaga mesin pembakaran dalam karburator dua langkah seringkali tidak hanya melebihi tenaga mesin empat langkah, tetapi bahkan lebih rendah. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sebagian besar langkah (20-35%) piston dibuat dengan katup terbuka

Efisiensi mesin

Efisiensi mesin pembakaran internal rendah dan sekitar 25% - 40%. Efisiensi efektif maksimum dari mesin pembakaran internal paling canggih adalah sekitar 44%. Oleh karena itu, banyak ilmuwan yang mencoba meningkatkan efisiensi, serta tenaga mesin.

Cara untuk meningkatkan tenaga mesin:

Penggunaan mesin multi-silinder

Penggunaan bahan bakar khusus (perbandingan campuran dan jenis campuran yang benar)

Mengganti bagian-bagian mesin (dimensi yang benar bagian penyusun, tergantung pada jenis mesin)

Menghilangkan sebagian kehilangan panas dengan memindahkan tempat pembakaran bahan bakar dan memanaskan fluida kerja di dalam silinder

Efisiensi mesin

Rasio kompresi

Satu dari karakteristik yang paling penting mesin adalah rasio kompresinya, yang didefinisikan sebagai berikut:

eV2V1

di mana V2 dan V1 adalah volume awal dan akhir kompresi. Dengan peningkatan rasio kompresi, suhu awal campuran yang mudah terbakar pada akhir langkah kompresi meningkat, yang berkontribusi pada pembakaran yang lebih sempurna.

Varietas mesin pembakaran internal

Mesin pembakaran internal

Komponen mesin utama

Struktur wakil terang ICE - mesin karburator

Rangka mesin (bak mesin, kepala silinder, tutup bantalan poros engkol, wadah oli)

mekanisme gerakan(piston, batang penghubung, poros engkol, roda gila)

Mekanisme distribusi gas(camshaft, pushrod, batang, rocker arm)

Sistem pelumasan (oli, filter kasar, sump)

cairan (radiator, cairan, dll.)

Sistem pendingin

udara (berhembus dengan arus udara)

Sistem tenaga (tangki bahan bakar, saringan bahan bakar, karburator, pompa)

Komponen mesin utama

Sistem pengapian(sumber arus - generator dan baterai, pemutus + kapasitor)

Sistem start (starter elektrik, sumber arus - baterai, remote control)

Sistem pemasukan dan pembuangan(saluran pipa, penyaring udara, knalpot)

Karburator mesin

slide 2

Rencana

Sejarah penciptaan mesin pembakaran dalam Jenis dan prinsip pengoperasian mesin pembakaran dalam Mesin pembakaran dalam 2 tak Penggunaan mesin pembakaran dalam

slide 3

Sejarah penciptaan mesin pembakaran internal

Pada 1799, insinyur Prancis Philippe Lebon menemukan gas penerangan. Pada 1799, ia menerima paten untuk penggunaan dan metode memperoleh gas penerangan dengan penyulingan kering kayu atau batu bara. Penemuan ini sangat penting terutama untuk pengembangan teknologi pencahayaan. Segera, di Prancis, dan kemudian di negara-negara Eropa lainnya, lampu gas mulai berhasil bersaing dengan lilin mahal. Namun, gas penerangan tidak hanya cocok untuk penerangan.

slide 4

Jean Etienne Lenoir

Mesin Lenoir adalah dua arah dan dua langkah, mis. siklus penuh piston berlangsung selama dua langkahnya. Tapi mesin ini ternyata tidak efisien. Meskipun pada tahun 1862 Lenoir memasang mesin di gerbong, dia menggunakannya setir mobil dan bahkan dibuat test drive dekat Paris. Pada tahun 1863, dia meyakinkan bahwa mesinnya mulai bekerja dengan bensin

slide 5

Agustus Otto

Pada tahun 1864, August Otto menerima paten untuk model mesin gasnya, dan pada tahun yang sama mengadakan perjanjian dengan insinyur kaya Langen untuk mengeksploitasi penemuan ini. Segera firma "Otto and Company" didirikan.

slide 6

jenis es

Mesin pembakaran internal (disingkat mesin pembakaran internal) adalah jenis mesin, mesin panas di mana energi kimia bahan bakar (biasanya bahan bakar hidrokarbon cair atau gas) yang terbakar di zona kerja diubah menjadi kerja mekanis. Terlepas dari kenyataan bahwa mesin pembakaran internal adalah jenis mesin panas yang relatif tidak sempurna (kebisingan tinggi, emisi beracun, sumber daya lebih pendek), karena otonominya (bahan bakar yang diperlukan mengandung lebih banyak energi daripada yang terbaik). akumulator listrik) Mesin pembakaran internal tersebar luas, misalnya dalam transportasi.

Slide 7

Mesin piston

Mesin piston adalah mesin pembakaran dalam di mana energi panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dalam volume tertutup diubah menjadi kerja mekanis dari gerakan translasi piston karena pemuaian fluida kerja (produk gas dari pembakaran bahan bakar) di silinder tempat piston dimasukkan.

Slide 8

Bensin

Bensin - campuran bahan bakar dan udara disiapkan di karburator dan kemudian di intake manifold, atau di intake manifold menggunakan nozel semprot (mekanik atau elektrik), kemudian campuran tersebut dimasukkan ke dalam silinder, dikompresi, dan kemudian dinyalakan dengan a percikan yang melompat di antara elektroda busi. Ciri khas utama dari campuran bahan bakar-udara dalam hal ini adalah homogenisasinya.

Slide 9

Diesel

Diesel - bahan bakar diesel khusus disuntikkan ke dalam silinder dengan tekanan tinggi. Campuran yang mudah terbakar terbentuk (dan segera terbakar) langsung di dalam silinder saat sebagian bahan bakar disuntikkan. Campuran dinyalakan oleh suhu tinggi udara dikompresi dalam silinder.

Slide 10

Gas

Gas - mesin yang membakar hidrokarbon sebagai bahan bakar, yang dalam keadaan gas dalam kondisi normal.

slide 11

gas-diesel

Gas-solar - bagian utama dari bahan bakar disiapkan, seperti pada salah satu varietas mesin gas, tetapi dinyalakan bukan oleh lilin listrik, tetapi oleh bagian penyalaan bahan bakar diesel yang disuntikkan ke dalam silinder mirip dengan mesin diesel.

slide 12

2 langkah

Siklus dua tak Siklus: 1. Saat piston bergerak ke atas - kompresi campuran bahan bakar dalam siklus saat ini dan isap campuran untuk siklus berikutnya ke dalam rongga di bawah piston.2. Saat piston bergerak ke bawah - Langkah kerja, buang dan pindahkan campuran bahan bakar dari bawah piston ke area kerja silinder.

slide 13

4 stroke

Siklus 4-langkah dari mesin pembakaran internal Langkah: 1. Penyedotan campuran yang mudah terbakar.

Slide 14

Penggunaan ICE

Mesin pembakaran internal sering digunakan dalam transportasi, dan setiap jenis transportasi membutuhkan jenis mesin pembakaran internalnya sendiri. Maka untuk angkutan umum diperlukan mesin pembakaran dalam yang memiliki traksi yang baik pada kecepatan rendah, in transportasi umum mesin pembakaran internal volume besar digunakan yang mengembangkan tenaga maksimum pada kecepatan rendah. Mobil balap Formula 1 menggunakan mesin pembakaran internal yang mencapai tenaga maksimumnya di putaran tinggi, tetapi memiliki volume yang relatif kecil.

Lihat semua slide

1 slide

2 slide

Mesin pembakaran internal (disingkat mesin pembakaran internal) adalah perangkat di mana energi kimia bahan bakar diubah menjadi kerja mekanis yang berguna. Mesin pembakaran internal diklasifikasikan: Dengan tujuan - mereka dibagi menjadi transportasi, stasioner dan khusus. Menurut jenis bahan bakar yang digunakan - cairan ringan (bensin, gas), cairan berat (solar). Menurut metode pembentukan campuran yang mudah terbakar - eksternal (karburator) dan internal untuk mesin diesel. Menurut metode pengapian (percikan atau kompresi). Menurut jumlah dan susunan silinder, mesin in-line, vertikal, boxer, berbentuk V, berbentuk VR dan berbentuk W dibagi.

3 slide

Elemen mesin pembakaran internal: Silinder Piston - bergerak di dalam silinder Katup injeksi bahan bakar Busi - menyalakan bahan bakar di dalam silinder Katup pelepas gas Crankshaft - diputar oleh piston

4 slide

Siklus operasi mesin pembakaran dalam piston Mesin pembakaran dalam reciprocating diklasifikasikan menurut jumlah langkah dalam siklus operasi menjadi dua langkah dan empat langkah. Siklus kerja di mesin piston Pembakaran internal terdiri dari lima proses: pemasukan, kompresi, pembakaran, ekspansi, dan pembuangan.

5 slide

6 slide

1. Selama proses hisap, piston bergerak dari titik mati atas (TDC) ke bawah mati point (n.m.t.), dan ruang over-piston silinder yang dilepaskan diisi dengan campuran udara dan bahan bakar. Karena perbedaan tekanan di intake manifold dan di dalam silinder mesin, saat katup masuk dibuka, campuran masuk (terhisap) ke dalam silinder

7 slide

2. Selama proses kompresi, kedua katup tertutup dan piston bergerak dari n.m.t. ke w.m.t. dan mengurangi volume rongga di atas piston, memampatkan campuran kerja (dalam kasus umum, fluida kerja). Kompresi fluida kerja mempercepat proses pembakaran dan dengan demikian menentukan kemungkinan kelengkapan penggunaan panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar di dalam silinder.

8 slide

3. Dalam proses pembakaran, bahan bakar dioksidasi oleh oksigen di udara, yang merupakan bagian dari campuran kerja, akibatnya tekanan di rongga over-piston meningkat tajam.

9 slide

4. Dalam proses pemuaian, gas panas yang berusaha memuai memindahkan piston dari T.M.T. ke n.m.t. Langkah kerja piston dilakukan, yang mentransmisikan tekanan melalui batang penghubung ke jurnal batang penghubung poros engkol dan memutarnya.

10 slide

5. Selama proses pelepasan, piston bergerak dari n.m.t. ke w.m.t. dan melalui katup kedua yang terbuka saat ini, mendorong gas buang keluar dari silinder. Produk pembakaran hanya tersisa di volume ruang bakar, yang tidak dapat dipindahkan oleh piston. Kontinuitas mesin dipastikan dengan pengulangan siklus kerja berikutnya.

11 meluncur

12 slide

Sejarah mobil Sejarah mobil dimulai pada tahun 1768, seiring dengan terciptanya mesin bertenaga uap yang mampu mengangkut seseorang. Pada tahun 1806, mesin pertama kali muncul, digerakkan oleh mesin pembakaran dalam dalam bahasa Inggris. gas yang mudah terbakar, yang menyebabkan pengenalan pada tahun 1885 bensin atau mesin pembakaran internal bensin yang umum digunakan saat ini.

13 meluncur

Penemu Pionir Insinyur Jerman Karl Benz, penemu banyak mobil teknologi seluler, dianggap sebagai penemu mobil modern.

14 slide

Karl Benz Pada tahun 1871, bersama dengan August Ritter, dia menyelenggarakan bengkel mekanik di Mannheim, menerima paten untuk mesin dua langkah Mesin gas, segera ia mematenkan sistem mobil masa depan: akselerator, sistem pengapian, karburator, kopling, kotak roda gigi, dan radiator pendingin.