Однотактный двигатель внутреннего сгорания

Номинация: Лучшее конструкторское решение
Просмотреть картинки списком
Автор: Рябов Сергей, Орлов Алексей. Наставник: Щербинин Александр Николаевич
Город: Москва
Место учебы: ГБОУ СПО Московский строительный техникум

Самый распространенный тип современного двигателя — двигатель внутреннего сгорания. ДВС устанавливают на автомобилях, танках, самолетах, тракторах, моторных лодках и т.д.

Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) — это тип двигателя, тепловой машины, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую энергию. По рабочему циклу различают 2-х и 4-х тактные; по способу приготовления горючей смеси-с внешним (напр., дизели) смесеобразованием; по виду преобразователя энергии-поршневые дурбинные, реактивные и комбинированные.

Главное достоинство двигателя внутреннего сгорания, обеспечившее ему огромную популярность во всех видах транспорта на долгие годы вперед - это автономность работы. Двигатель способен работать практически в любых условиях в течение очень долго времени. Ресурс современного двигателя без капитального ремонта составляет 150-200 тысяч километров. Высокая энергия топлива обеспечивает расход топлива на уровне ~10 литров на 100 км.пройденного пути, что позволяет обходиться без частых дозаправок.В настоящее время усилия ученых и инженеров направлены на создание экологически безопасных, высокоэффективных и надежных двигателей.Совершенствование ДВС связано с проблемой устранения

недостатков характерных для этого типа машинвысокого уровня шума,невозможности непосредственно соединять двигатель с колесамидоксичности отработавших газов, вибрации,значительных потерь теплоты в окружающую среду,потерь на трение в движущихся деталей.

Наш авторский коллектив предлагает новое веяние в двигателестроении. которое связано с существенными конструктивными изменениями в поршневом двигателе внутреннего сгорании.

Конструктивные изменения поршня позволяют за один его ход совершить полный рабочий цикл что дало название нашему двигателю полный цикл за один ход поршня. Топливная смесь (топливо) подаётся в камеру под давлением, выброс отработавших газов осуществляется с помощью глубокого вакуума, который создается в выпускном тракте. Моменты впуска топливной смеси (топлива) и выпуск отработанных газов контролируются электронной системой.

Принцип работы

Перед тем ,как произвести запуск двигателя необходимо включить насосы:

- вакууметрический насос-предназначенный для создания вакуума в выхлопном тракте для освобождения рабочего объема от продуктов сгорания;

- насос избыточного давления-связанный с выпускным трактом. Основное назначение создавать давление воздуха во впускном тракте в пределах 6-20 атмосфер (к Па) в зависимости от вида используемого топлива. После чего включают систему зажигания и систему пуска, за счет проворачивания коленчатого вала происходит воспламенение горючей смеси (карбюратор - от искры, дизель- от сжатия). Открытие впускных и выпускных клапанов происходит электро-магнитным способом. Cигнал для исполнения подают датчики установленные на фланце коленчатого вала в зависимости от нахождения поршня. Удаление отработанных газов производится вакуумом, с дальнейшей передачей их в распределительный и отчистительный узел, с целью предотвращения попадания вредных выбросов в атмосферу.

Наш «Однотактный двигатель внутреннего сгорания» имеет существенные преимущества перед другими Д.В.С.:

- маленький вес, при большей мощности;

- уменьшенный расход топлива на единицу мощности;

- контролируемая токсичность-Заключение:

Следует отметить, во всех традиционных двигателях мощность механических потерь примерно 55% расходуется на трение поршней и эти потери сокращены приблизительно до 10 %, так как рабочий цикл совершается за одно движение поршня от одной мертвой точки к другой. Оценка доли индикаторной мощности, затраченной на механические потери, производится по величине механического КПД .который представляет отношение эффективной мощности к индикаторной нашего двигателя. Двигатель наш может иметь КПД=0,98 по сравнению с 0,7-0,87

Литровая мощность, оценивающая использование рабочего объёма является технико-экономическим показателем двигателя может доходить до 100 кВт/л сегодня 15-40 кВт/л. Теоретически расход топлива на 100 км, 1 литр. За счет рационального использования выделяемого тепла при сгорании горючей смеси, и строгой дозировки топлива при смесеобразовании на различных режимах его работы, а также электронная система газораспределительного механизма позволяет более плотно очищать рабочий объем от продуктов сгорания в предыдущем цикле. Использование инновационного двигателя в автомобилестроении позволит полностью исключить вредные выбросы получаемые от автомобилей .окружающая среда станет намного чище, расход топлива сократится в разы.