Двигатель мотоцикла сжигает 20 г бензина совершая при этом полезную работу

В задании № 10 ОГЭ предлагается задача без вариантов ответов. Для ее решения необходимо знание основных понятий и явлений термодинамики, а также формул, используемых для количественного определения соответствующих физ.величин. Необходимые для решения сведения приведены в разделе теории к заданию, а часть их, уже использовавшаяся для решения заданий № 8 и № 9 ОГЭ, – в теоретических разделах к этим заданиям.

Количество теплоты (Q), которое выделяется при охлаждении физ.тела либо поглощается при его нагревании, может быть вычислено так:

где c – удельная теплоемкость физ.тела, m – его масса.

∆t – это изменение температуры, которое и вызвало выделение или поглощение теплоты. При этом t₁ – начальная температура, t₂ – конечная. Соответственно, при отдаче теплоты ∆t будет положительной величиной, при поглощении – отрицательной. Если знак «+» или «–» учитывать в задаче не требуется, то можно просто от большего значения температуры отнимать меньшее.

Поскольку 1 0 С=1К, то , т.е. изменение температуры может быть выражено как в градусах Цельсия ( 0 С), так и в кельвинах (К).

Когда происходит полное сгорание (плавление, парообразование и т.д.) вещества, то количество теплоты, затрачиваемой – поглощаемой либо выделяющейся – на этот процесс, должно быть рассчитано по формуле:

где m – масса сгоревшего (расплавившегося, испарившегося и т.д.) вещества, x – удельная теплота сгорания (плавления, парообразования и т.д.). Коэффициент х обозначается как: 1) q при сгорании вещества, 2) r при парообразовании, 3) λ при плавлении.

Значение Q при этом может иметь как положительным, так и отрицательным. Для процессов, сопровождающихся выделением теплоты (например, для конденсации), Q=хm>0. Для процессов, сопровождающихся поглощением теплоты (к примеру, для плавления), Q= –хm Работа тепловой машины

Тепловая машина, или тепловой двигатель, представляет собой устройство, используемое для совершения механической работы механизмами (мотоциклами, автомобилями и др.). В самом общем виде это происходит так: в устройство подается топливо, внутренняя энергия которого преобразуется в механическую энергию. Работа при этом совершается за счет расширения газа (рабочего тела), возникающего при повышении его температуры при сгорании топлива.

Работа теплового двигателя вычисляется по формуле:

где Q₁ – кол-во теплоты, выделяющейся при сгорании топлива и расходующейся на нагревание рабочего тела (т.е. кол-во теплоты нагревателя), Q₂ – кол-во теплоты, отданного охлаждающей части двигателя (т.н. холодильнику). Последнее (наличие холодильника) необходимо для снижения величины работы, затрачиваемой для сжатия рабочего тела.

Коэффициент полезного действия (КПД) – это величина, показывающая эффективность функционирования механизма. КПД обозначают греческой буквой ɳ («эта»).

где Т₁ – температура нагревателя, Т₂ – температура холодильника.

где Q – кол-во теплоты, получаемой двигателем от нагревателя.

КПД выражается в процентах или в долях. Формулы, которые необходимо применять для получения результата в долях, приведены выше. Для получения КПД в процентах следует использовать уравнения:

Теоретически возможный вечный двигатель должен иметь КПД, равный 100% или 1. Но поскольку в реальности часть энергии, получаемой двигателем от сгорания топлива, расходуется на нормальное функционирование самого двигателя, то КПД любой машины всегда менее 100% (или, соответственно, меньше 1).

В изолированной системе суммарная величина кол-ва теплоты, выделяемой и поглощаемой телами этой системы, остается неизменной. Математически это выражается уравнением:

где Q₁, Q₂,…,Q_n – кол-ва теплоты, отдаваемые физ.телами системы в процессе их взаимодействия в этой системе, Q₁’ , Q₂’ ,…,Q_n’ – кол-ва теплоты, поглощаемые физ.телами системы.

Приведенное равенство называют ур-нием теплового обмена. Это уравнение является, по сути, проявлением в термодинамике з-на сохранения энергии.

На рисунке представлен график зависимости температуры t твёрдого тела от полученного им количества теплоты Q. Масса тела 2 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Ответ: ___________________________ .

1. Записываем формулу для вычисления кол-ва теплоты. Выражаем из нее уд.теплоемкость (искомую величину).
2. Используя приведенный в условии график, определяем изменение темп-ры ∆t и кол-во теплоты Q, необходимые для вычисления с.
3. Используя данные, полученные в п.2 и значение для массы тв.тела, данное в условии, находим с.

1. Из формулы для кол-ва теплоты уд.теплоемкость с равна: .
2. Согласно приведенному графику, всего было получено кол-во теплоты . При этом температура ∆t изменилась на: . Масса по условию: .
3. Подставим данные из п.2 в (1). Получим: .

Какое минимальное количество керосина надо налить в примус для нагревания 1 л воды от начальной температуры до температуры кипения? Пренебречь потерями энергии и теплоемкостью чайника. Ответ округлить до десятых.

1. Записываем табличные данные, необходимые для решения задачи. Переводим в СИ значение объема воды и находим соответствующую ему массу.
2. Записываем уравнение для нахождения кол-ва теплоты, которое получит вода для ее доведения до темп-ры кипения (1).
3. Записываем формулу для определения кол-ва теплоты, необходимого для сгорания керосина (2). Объединяем (1) и (2), выражаем из полученного уравнения искомую массу.
4. Определяем искомую массу керосина.

1. Темп-ра кипения воды составляет: . Уд.теплоемкость воды: . Уд.теплота сгорания керосина: . Темп-ра кипения воды: t_к=100 0 С. Объем воды: ; отсюда масса воды .
2. Кол-во теплоты, которую получит вода для достижения темп-ры кипения, равно: .
3. При сгорании керосина выделится кол-во теплоты, равное: Q=qm_к (2). Поскольку вся энергия (теплота), выделяющаяся при сгорании керосина, расходуется для нагрева воды, то (1)=(2). Тогда получим: .
4. Вычисляем массу керосина: . Поскольку требуется представить ответ в граммах, округлив его до десятых, то переведем результат соответственно:

Двигатель мотоцикла сжигает 20 г бензина, совершая при этом полезную работу 184 кДж. Чему равен коэффициент полезного действия двигателя? Ответ округлите до целого.

1. Записываем табличное значение для уд.теплоты сгорания бензина, которое необходимо для решения задачи. Переводим в СИ данные из условия.
2. Записываем уравнение для вычисления КПД (1).
3. Определяем формулу для расчета Q – кол-ва теплоты, получаемой двигателем от сгорания бензина (2). (2) → (1).
4. Вычисляем искомую величину.

1. Уд.теплота сгорания бензина: . Масса бензина: m=20 г=0,02 кг. Полезная работа: .
2. КПД двигателя равен: .
3. Q можем найти из формулы: Q=qm (2). Подставим (2) в (1): .
4. Найдем КПД: . Поскольку в условии требуется округлить результат до целых, то получим: ɳ=20,91 %≈21 %.

Смешали две порции воды: 1,6 литра при температуре t₁=25 0 C и 0,4 литра при t₂=100 0 С. Определите температуру получившейся смеси. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

источник

Двигатель мотоцикла сжигает 20 г бензина совершая. Экономия топлива на двухтактных двигателях. Как снизить расход бензина на двухтактном ДВС? Манера езды на автомобиле

Общеизвестно, что двухтактные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) по сравнению с четырехтактными ДВС обладают плохой экономичностью. Расход бензина у двухтактного ДВС значительно выше выше при сравнимой мощности. Из-за этого двухтактники применяются только там, где имеет значение компактность и малый вес. В то же время, существует способ кардинально улучшить экономичность двухтактного двигателя — в два и даже три раза. Чтобы понять суть экономии, нужно вспомнить особенности двухтактного мотора.

Как и реактивное топливо, бензин представляет собой смесь углеводородов, точный состав которых зависит от сырой нефти, из которой она была очищена. Кроме того, большинство бензина содержит добавки, такие как антиоксиданты, статические ингибиторы, ингибиторы коррозии и многое другое.

То, что мы покупаем у насоса, представляет собой смесь сотен соединений. Однако, учитывая точки кипения, используемые для перегонки бензина, мы знаем, что его углеводороды имеют от 6 до 12 атомов углерода. В бензиновом двигателе смесь бензина и воздуха сжигается для привода поршней. Поршни поворачивают приводной вал, а приводной вал поворачивает колеса. В реакции сжигания бензин объединяется с атмосферным кислородом для получения двуокиси углерода и воды.

Двухтактный ДВС имеет в цилиндре два окна – впускное и выпускное. Выпускное окно расположено выше. Когда, в процессе рабочего такта, поршень открывает окно, газы с большой скоростью устремляются в выпускной патрубок, давление в цилиндре резко падает (рис. 1). Дальше поршень опускается до впускного она, и начинается процесс продувки цилиндра бензовоздушной смесью, под давлением поступающей из картера. Вначале смесь вытесняет газы (2), а затем устремляется в выпускную систему сама (3).

Это та же самая реакция горения, которая возникает в наших телах, чтобы вырабатывать энергию из пищи. Конечно, другие элементы в воздухе, такие как азот и углекислый газ, сгорают как в двигателе, так и в кислороде. Эти другие элементы создадут другие молекулы, такие как нитраты и озон, но мы будем игнорировать их в наших расчетах.

Разумеется, нам нужно сбалансировать уравнение, так что такое же количество элементов входит и выходит из нашей реакции. Мы можем видеть, что для каждых двух октановых молекул, которые входят в нашу реакцию горения, образуются 16 молекул углекислого газа. Однако октановые молекулы и молекулы углекислого газа не являются одинаковой массой, и масса должна быть сохранена.

Когда поршень поднимается вверх, давление в цилиндре растет, и смесь выталкивается теперь уже поршнем (4), до тех пор, пока поршень не перекроет выпускное окно. Бензин, ушедший во время продувки в выхлопную трубу безвозвратно теряется, не принимая никакого участия в процессе сгорания топлива. Потери бензина составляют до трети от того, что вдувается в цилиндр.

Чтобы определить, сколько грамм углекислого газа производится, нам нужно рассчитать молекулярную массу диоксида углерода, молекулярную массу октана и соотношение между двумя. В результате мы можем подсчитать, сколько граммов двуокиси углерода вырабатывается на один грамм октана.

Учитывая плотность октана, мы можем рассчитать фунты углекислого газа, генерируемого одним галлом октана. В меру наших возможностей, в среднем, один галлон бензина производит 07 фунтов углекислого газа. Для удобства, экономии, времени, цены и маневренности, езды на мотоцикле — очень популярный вариант во всей долине Абурра, больше, если мы рассмотрим растущие блоки, которые препятствуют движению транспорта. В этих транспортных средствах есть две альтернативы, которые обычно видны на улице: двигатели с 2 и 4 ходами, первая из которых имеет ограничения на их мобилизацию в дни пик и плиты.

Еще 30-40% бензина элементарно не сгорает в такте расширения. У четырехтактных ДВС этот показатель в два раза лучше, поскольку цилиндры гораздо лучше освобождаются от отработанных газов. Здесь нужно пояснить откуда взялись столь высокие проценты, ведь согласно данных о составе выхлопных газов четырехтактных ДВС, углеводородов в выхлопе сущая мелочь — около 1%. Дело в том, что бензина в составе топливной смеси всего 6-8%, остальное воздух. Стандартное соотношение смеси около 1/15. Потому 1% в выхлопе равен 15-20 процентам в бензобаке. Нужно учитывать и потери бензина, углерод которого окислился только до угарного газа CO (а не до СО2), а значит бензин отработал только половину своих возможностей. Вот и выходит, что четырехтактный ДВС сжигает в рабочем такте около 80% бензина, а двухтактный всего 60-70%.

Стоит спросить: каковы различия между этими двумя типами двигателей, их преимуществами и недостатками? Здесь мы представляем сравнение, чтобы вы научились различать эти 2 мотоцикла при покупке или вождении их и знать потенциал каждого из них. Обычно двигатель должен продвигать 4-х ступенчатый цикл для работы: вход, сжатие, взрыв и выхлоп. В двухтактном мотоцикле вышеупомянутый рабочий цикл выполняется всего двумя ходами, при 2-х поршневых подъемах, которые эквивалентны полному вращению коленчатого вала, и поэтому этот двигатель имеет больше оборотов.

В итоге имеем следующее: если карбюратор распылил 1 г бензина, значит 0,33 г ушло на продувку и 0,66 г – 40% = 0,26 г не сгорело. То есть на дело пошло 41% бензина, а 59% что называется вылетели в трубу. За компактность приходится платить экологией.

Если двигатель оборудован системой настроенного выхлопа в виде резонансного глушителя, часть бензина, используемого для продувки, возвращается в цилиндры. Но только на резонансной частоте.

Этот двигатель проще в конструкции и в основном имеет картер, коленчатый вал, поршень, кольца, цилиндр, головку цилиндров и карбюратор. Этот автомобиль использует 2 типа масла, первый имеет функцию смазки коробки передач и шестерни. Внутри корпуса коленчатый вал и подшипники нуждаются в другом масле, которое смешивается с бензином и служит топливом для процесса горения. Эта жидкость облегчает работу указанных частей и предотвращает их перегрев или склеивание. В конечном итоге эта смесь масла и бензина будет изнашиваться больше, потому что внутри сажи образуется сажа, такая как уголь, что означает, что требуется более постоянное техническое обслуживание, кроме того, оно создает более быструю внутреннюю дегазацию.

Суть работы резонансного глушителя состоит в отражении газов. Пока поршень закрывает выпускное окно, топливо успевает слетать в глушитель и частично вернуться обратно в виде волны повышенного давления. За счет этого в цилиндре немного возрастает давление, что приводит к повышению мощности двигателя. Когда система настроена на взлетный режим, двигатель прибавляет в мощности на взлете, но теряет и мощность и экономичность в крейсерском режиме. Соответственно, настраивая систему на крейсерский полет, теряем на взлете. Система неплохо работает на один цилиндр, но на двухцилиндровых двигателях проблему создает коллектор («штаны»). Даже та небольшая часть бензина, что вернулась из глушителя, разветвляется на две трубы. Кроме того, бензин возвращается перемешанным с выхлопными газами, что никак не улучшает горение топлива. Да и сам резонансный глушители не очень хорошо вписывается в моторный отсек. Нужно сказать, что существуют многорежимные, а также перестраиваемые глушители, но они пока относятся к разряду экзотики.

Здесь необходимо провести дополнительное техническое обслуживание в выхлопной трубе или выхлопной трубе, чтобы удалить сажу или угли, которые образуются, и внутренние компоненты, которые могут возникать в среднем каждые 1000 километров. Эта смесь между бензином и маслом в качестве топлива делает сжигание двигателя неполным, то есть он не использует всю эту энергию и не сжигает некоторые вещества, которые выходят из выхлопной трубы, чтобы загрязнять окружающую среду. Газами, выбрасываемыми в атмосферу, являются углерод, углекислый газ и окись углерода.

В любом случае понятно, что для уменьшения прожорливости двухтактного мотора нужно как-то возвращать бензин из выхлопной магистрали. Здесь мы плавно подходим к центробежному глушителю. Такой глушитель пока существует только в теории, но он не сложен для изготовления и потому возможно заинтересует читателей.

Если выхлопные газы закрутить в вихревой камере, более тяжелые компоненты будут вытеснены на периферию центробежными силами .

Это двигатель, который обеспечивает свою мощность с большим числом оборотов и, следовательно, увеличивает потребление топлива. Его производительность лучше, чем 4-тактный двигатель в том же цилиндре. Напротив, в меньших цилиндрах 2-тактный двигатель по сравнению с более крупным 4-тактным двигателем имеет более высокий расход топлива и масла. На конкурентоспособных мотоциклах очень часто можно найти этот двигатель из-за его высокой производительности.

Он не должен быть революционизирован или ускорен, чтобы он обеспечивал свою власть. Рекомендуется использовать свечу зажигания, чтобы гарантировать идеальную температуру камеры сгорания.

• Качество масла пропорционально задано производителем.
• Держите воздушный фильтр в чистоте.

Чтобы завершить полный цикл из 4 шагов, этот двигатель делает это в 2 оборотах коленчатого вала, то есть в 4-х подъемах поршня. Он имеет дополнительные детали, в которых головка блока цилиндров состоит из клапанов, которые предотвращают или пропускают топливо, которое направляет сжигаемые газы через распределительный вал и цепь, прикрепленную к коленчатому валу.

Самые тяжелые в выхлопе капли углеводородов и воды, затем углекислый газ, затем азот угарный газ и молекулы воды. Вода в выхлопе находится именно в двух состояниях: та, что попала в цилиндры в виде влаги с воздухом – в капельном, а та, что образовалась при сгорании бензина согласно формулы: CnHn + O2 = nCO2 + nH2O, и не успела собраться в капли, в молекулярном состоянии перегретого пара. Соответственно на периферии вихря получится эмульсия бензина с водой. Нам нужно забрать эмульсию из вихревой камеры и пустить в цилиндры. Как только мы это осуществим, двигатель станет в два раза экономичнее. Во-первых, вернем продувочный бензин, во-вторых, добавим в топливную смесь мелкодисперсную и даже молекулярную воду. Если же читатель остерегается подавать эмульсию в двигатель, ее можно собирать в бачок, а затем использовать для бензопилы, скутера, обогрева или других целей. Рыбы и птицы скажут вам спасибо.

Он более сложный, но более тонкий, потому что он очень синхронизирован. Это мотоцикл, который лучше использует сгорание двигателя, является более полным, потому что он сжигает большой процент топлива, а его потребление меньше, чем двухтактный мотоцикл. Он использует только воздушную и газовую смесь, не используя масло при сгорании. Масло здесь предназначено для смазки трансмиссий, дисков сцепления и дисков коленчатого вала.

Технически это механизм, который механики видят более сложным для ремонта, но больше из-за незнания, потому что его легко исправить. Что происходит, так это то, что он требует большей осторожности и синхронизации, чем двухтактный, — сказал Рамон Антонио Хиральдо.

Сразу вспоминается вихревая трубка Ранка, которая и положена в основу центробежного глушителя. У вихревой трубки есть замечательное свойство – на периферии газы нагреваются, в центре охлаждаются. Соответственно азот, который мы будем выпускать из глушителя охладится, а значит уменьшится шумность выхлопа. Ниже показана конструкция центробежного глушителя (муффлера (eng. muffler)) для двухцилиндрового двигателя.

Сила используется, потому что коленчатый вал должен дать 2 оборота. По своей конструкции он обеспечивает мощность при меньших оборотах, работает более отдохнувшим и снижает износ своих компонентов. Короче говоря, это показывает больше преимуществ от расхода топлива, его долговечности, технического обслуживания и выбросов.

Используйте масло хорошего качества, рекомендованное производителем, и отвечайте техническим требованиям. Держите воздушный фильтр в хорошем состоянии, в противном случае, преждевременный износ двигателя и увеличение расхода масла. Сделайте правильный калибр клапанов в надежном сервисном центре со специальным инструментом для него. Покупайте свечу зажигания, рекомендованную производителем.

Муффлер представляет собой трубу 1 диаметром 80 мм и длиной 200 мм. С одной стороны труба заглушена, с другого конца установлен патрубок 2 диаметром 40 мм. Газы подаются в трубу по стандартному выпускному коллектору 3. Отбор эмульсии осуществляется через штуцер 4.

Эти 4-тактные двигатели не курят в нормальных условиях, но они имеют более низкие выбросы, чем 2-тактные двигатели. Он имеет меньше загрязнений, меньше углерода, двуокиси углерода и окиси углерода. Эта специальная статья посвящена всему двухтактному двигателю, который страстно обожал меня в течение многих лет. Он написан в форме отчета.

Двухтактный двигатель, мы все знаем. Именно этот двигатель разбудил вас среди ночи, звук огромного комара, исходящего от мотороллера. Это был также этот двигатель, который соответствовал «синему» папи, незаменимому для получения хлеба. Это также благодаря ему, что вы сегодня можете отправиться на рыбалку в воскресенье на скоростном катере или вы можете быстро проехать косилку. Кроме того, благодаря этому двигателю были разработаны морские перевозки.

Выхлопной заряд делает в трубе 3-4 оборота. За это время компоненты успевают разделиться, после чего эмульсия вместе с углекислым и угарным газом отбирается через косой срез и уходит в трубку штуцера. Если позволяет место, трубу можно удлинить до 300-400 мм. Диаметр выхлопного патрубка можно увеличить до 60 мм.

Азот выходит с патрубка в закрученном состоянии. Со среза газ уходит в радиальном направлении, что уменьшает шум выхлопа и исключает попадание плотной струи газа в плоскость вращения воздушного винта. Срез на патрубке предназначен для того, чтобы газы не попадали на корпус двигателя. Эмульсия в парогазовом состоянии подается по гофрированной стальной трубке в пространство между карбюратором и картером. По пути газы охлаждаются. В разрез трубки полезно включить небольшую емкость для выравнивания скачков давления и сбора сажи. Объем емкости нужно подбирать экспериментально в пределах 0,5 – 3 л. Перед запуском двигателя, треть емкости желательно заполнить водой.

Наконец, это моя страсть видеть мою одержимость, она символизирует улыбку отца и сына, которые поднимаются вместе с старыми лепестками в нижней части их гаража. Человек в поисках свободы, инноваций и открытий решил найти лучшие способы двигаться дальше и быстрее. Двигателем внутреннего сгорания является одно из этих средств, поскольку теперь больше, чем полтора века.

Двигатели внутреннего сгорания состоят из двух больших вариантов: один отличается, с одной стороны, четырёхтактными двигателями, наиболее распространенными в настоящее время, а с другой — двухтактными двигателями. Определение двухтактного двигателя: тип двигателя с одним вращением коленчатого вала, вызывающий взрыв бензиновой смеси.

Материал глушителя – тонкая нержавеющая сталь. В качестве основы для сборки идеально подходит бытовой термос из которого нужно удалить теплоизоляцию.

Приведен пример простейшего глушителя. Дальнейшим развитием конструкции является реализация двух вихревых камер и компактного водородного GEET реактора, использующего для разложения воды высокую температуру газов и статическое электричество. Применение реактора позволит дополнительно снизить расход бензина и ощутимо повысить мощность двигателя. Без реактора, глушитель увеличит мощность ДВС незначительно, только за счет использования воды. При этом инжекция воды снижает температуру цилиндров и увеличивает октановое число топливной смеси. Последнее можно использовать для увеличения степени сжатия двигателя.

После того, как он узнал свой час славы, двухтактный двигатель пренебрег из-за экологических и экономических проблем, но, похоже, это было в фазе обновления благодаря этим последним. Необходимо начать это исследование с вводного раздела, в котором будет представлена ​​основная операция двухтактного двигателя для анализа проблем и эволюции этой технологии, и, наконец, чтобы обнаружить ее происхождение и основные его применения.

Двухтактный двигатель вальса в четыре. На первый взгляд, главная характеристика двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным двигателем. Действительно, двухтактный двигатель характеризуется коротким циклом двигателя — в два раза дольше, чем его конкурент, — только один взрыв на оборот двигателя. На самом деле этот цикл выполняется больше в четыре этапа, чем в двух.

Водородный GEET реактор представляет собой трубку 1 с размещенным внутри заостренным сердечником 2. Зазор между сердечником и трубкой 1,5 мм. Сердечник электрически изолирован от корпуса керамической втулкой в резьбовом соединительном узле 3. Отбор продуктов реактора производиться через штуцер 4. Выхлопные газы электризуют сердечник и в зазоре возникает электрическое поле с потенциалом около 1000 Вольт. Это поле стимулирует разложение молекул воды на атомы водорода и кислорода.

Первоначально допускается прием свежих газов одновременно с выхлопом газов, сжигаемых «огнями». Отверстия в передней и задней части цилиндра позволяют всасывать и выпускать газы. На втором этапе происходит фаза сжатия. В то же время, когда поршень поднимается, он забивает огни.

Затем, как только поршень достигнет конца своего хода, свеча зажигания создаст электрическую дугу, которая воспламенит сжатую смесь. Наконец, поршень снова опустится, высвободив свет выхлопных газов, а также впускной свет, что позволит переносить газы. Свежие газы облегчают выхлопные газы.

На выходе реактора получаем смесь масла, бензина, водорода и кислорода (HHO газ), воды и углекислого газа. Углекислый газ не позволяет атомам водорода соединяться с атомами кислорода, поэтому смесь можно транспортировать по одной трубке.

Муффлер предназначен для установки на один цилиндр. На двухцилиндровый двигатель устанавливается два глушителя. В основе конструкции две трубки (5, 6) диаметром по 50 мм, длиной 150 мм. Применение двух трубок позволяет уменьшить длину конструкции.

Поэтому двухтактный двигатель характеризуется коротким циклом, когда двигатель вращается, происходит взрыв. Поэтому они предназначены для работы на высоких уровнях. Поэтому двухтактный двигатель является самым основным двигателем внутреннего сгорания. Нет клапанов, распределительных валов, распределительных и других функций четырехтактного двигателя. Это простой двигатель, состоящий из цилиндра, головки цилиндров со свечой, поршень, соединенный с шатуном, сам подключенный к коленчатому валу.

К сожалению, этот движок столкнулся с некоторыми проблемами, но изменения в его составе позволили ему преодолеть их. Простота является основной характеристикой двухтактного двигателя, тем не менее, который сталкивается с множеством проблем, иногда всегда актуальным.

Если бы автоконцерны были действительно заинтересованы в экологии, а не в барышах на производстве катализаторов и электроники, мы бы даже не знали, что такое Евро-5. Все ездили бы на карбюраторных двухтактных авто, и эти авто не дымили бы вообще. Но с другой стороны, какой удар по экономике! Массово так нельзя, это «преступление» против человечества. Зато в индивидуальном порядке можно и нужно. Потратьте немножко времени на ознакомление с GEET Paul Pantone ТЕХНОЛОГИЕЙ и будет вам двойная экономия ГСМ.

Специалисты СТО часто сталкиваются с вопросами автовладельцев, почему автомобиль стал потреблять много бензина. Признаки и причины повышенного расхода топлива можно объединить в две функциональные группы:

Для первой категории характерны изменения геометрии узлов и механизмов, вследствие механического износа, влияющих на непосредственную работу двигателя автомобиля. К ним относится системы питания, смазки, охлаждения, питания и зажигания.

1. Износ деталей кривошипно-шатунной группы

Степень сжатия каждого цилиндра и объем камеры сгорания являются важными геометрическими параметрами теплового и экономического баланса работы двигателя.

При износе коренных и шатунных шеек коленчатого вала увеличивается камера сгорания двигателя вследствие увеличения длины хода поршня. Износ поршневых колец снижает давление газов в камере сгорания, снижая при этом их теплоотдачу.

2. Механический износ узлов системы питания

Эффективность сгорания топлива в камере сгорания зависит от нескольких факторов. Одним из факторов полного сгорания топлива является правильное соотношение топлива и воздуха в горючей смеси, подаваемой в цилиндр двигателя. Необходимое соотношение этих сред достигается точным дозированием топлива и подаваемого воздуха.

При износе жиклеров в карбюраторных двигателях и форсунках в двигателях с системой впрыска, баланс воздуха и топлива нарушается. Засоренный воздушный фильтр также оказывает негативное влияние на расход топлива, поскольку снижает количество подаваемого воздуха.

Неисправный бензонасос также является причиной повышенного расхода топлива, так как влияет на точность дозировки впрыскиваемого топлива. в сети автосервисов Автопрайд проводится действительно качественно.

3. Износ узлов и деталей ГРМ

Износ клапанов газораспределительной системы, кулачков распределительного вала и величина теплового зазора влияет на степень сжатия двигателя, что в конечном итоге влияет на расход топлива. Рекомендуется .

4. Неисправности системы зажигания

Для полного сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания необходимо соблюдение нескольких условий. Во первых, искра, возникающая между электродами свечи, должна нагреть их до температуры воспламенения топлива. Во вторых, температура стенок камеры сгорания должна соответствовать оптимальной, при которой достигается нормальное сгорание топлива.

Важным параметром является зазор между электродами свечи. Еще одним важным параметром в системе зажигания, влияющим на расход топлива, является угол опережения зажигания. Это обусловлено тем, что скорость сгорания топлива является практически постоянной величиной, независимо от частоты вращения коленчатого вала и текущей нагрузкой.

Топливо должно воспламеняться в конце такта сжатия, поэтому механизмы, управляющие углом опережения впрыска, должны быть исправны.

5. Неисправности системы смазки

Масло, циркулирующее в двигателе, не только смазывает трущиеся детали, но и охлаждает их. Таким образом, масло обеспечивает оптимальный тепловой баланс деталей двигателя, при котором они будут эффективно работать без потери подвижности и заклинивания из-за перегрева. При снижении подвижности деталей двигателя, увеличивается нагрузка и снижается мощность двигателя, что в конечном итоге влияет на расход топлива.

Эффективная система фильтрации — залог правильной работы двигателя.

6. Износ узлов и деталей системы охлаждения

Оптимальный температурный фон рабочих компонентов двигателя обеспечивается корректной работой системы охлаждения. При повреждении радиатора охлаждения происходит уменьшение площади его поверхности. При этом охлаждающая жидкость не успевает охладиться до нужной температуры. В конечном итоге тепловой баланс нарушается, что ведет к перерасходу топлива. Неисправность водяного насоса также может стать причиной увеличения температурного фона.

1. Неисправности ходовой части и шасси автомобиля

2. Износ узлов и деталей трансмиссии

При износе дисков сцепления, происходит проскальзывание ведущего диска относительно ведомого, что снижает эффективность работы механизма сцепления в целом. Возникает буксование сцепления, которое увеличивает нагрузку на двигатель и повышает расход топлива.

3. Увеличение лобового сопротивления автомобиля

Багаж, перевозимый на крыше автомобиля, увеличивает площадь сопротивления при движении автомобиля. Этот фактор влияет в сторону увеличения расхода топлива, поскольку увеличивается нагрузка на двигатель автомобиля. Движение автомобиля при встречном ветре также увеличивает фактический расход топлива.

4. Манера езды на автомобиле

Известно, что расход топлива будет эффективным при установившемся и постоянном режиме работы двигателя без резкого изменения частоты вращения коленчатого вала. Более плавной работы двигателя можно добиться, предотвращая ненужных остановок и простоя на светофорах. При движении в гололедицу или дождь, расход топлива возрастает, так как растет величина проскальзывания колеса относительно дороги.

источник

Для решения задач надо воспользоваться известными выражениями для определения КПД тепловых машин и иметь в виду, что выражение (13.17) справедливо только для идеальной тепловой машины.

Задача 1. В котле паровой машины температура 160 °С, а температура холодильника 10 °С. Какую максимальную работу может теоретически совершить машина, если в топке, коэффициент полезного действия которой 60 %, сожжён уголь массой 200 кг с удельной теплотой сгорания 2,9 • 10 7 Дж/кг?

Р е ш е н и е. Максимальную работу может совершить идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, КПД которой η = (Т₁ — Т₂)/Т₁, где Т₁ и Т₂ — абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Для любой тепловой машины КПД определяется по формуле η = A/Q₁, где А — работа, совершаемая тепловой машиной, Q₁ — количество теплоты, полученной машиной от нагревателя. Из условия задачи ясно, что Q₁ — это часть количества теплоты, выделившейся при сгорании топлива: Q₁ = η₁mq.

Тогда откуда А = η₁mq(1 — Т₂/Т₁) = 1,2 • 10 9 Дж.

Задача 2. Паровая машина мощностью N = 14,7 кВт потребляет за 1 ч работы топливо массой m = 8,1 кг, с удельной теплотой сгорания q = 3,3 • 10 7 Дж/кг. Температура котла 200 °С, холодильника 58 °С. Определите КПД этой машины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины.

Р е ш е н и е. КПД тепловой машины равен отношению совершённой механической работы А к затраченному количеству теплоты Qlt выделяющейся при сгорании топлива. Количество теплоты Q₁ = mq.

Совершённая за это же время работа А = Nt.

Таким образом, η = A/Q₁ = Nt/qm = 0,198, или η ≈ 20%.

Для идеальной тепловой машины η 6 Дж, передано холодильнику количество теплоты Q₂ = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

3. В паровой турбине для получения пара с температурой 250 °С сжигают дизельное топливо массой 0,35 кг. При этом пар совершает работу 1 кВт • ч. Температура холодильника 30 °С. Вычислите КПД турбины. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

4. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 • 10 7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт • ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

5. Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт. Определите КПД двигателя, если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути. Плотность бензина 700 кг/м 3 . При сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,5 • 10 7 Дж.

1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ.

4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

«Тепловые двигатели и их роль в жизни человека»

1. Модели вечных двигателей. Их разоблачение.
2. Двигатели внутреннего сгорания. Дизельный двигатель.
3. С. Карно — создатель термодинамики.
4. Проблемы и пути повышения КПД тепловых двигателей.
5. Применение тепловых двигателей.
6. Экологические проблемы использования тепловых двигателей.

источник

§5. Тепловые двигатели. Расчетные задачи.

Пример 1. Автомобиль прошел путь 121,5 км со скоростью 42 км/ч и истратил при этом 24,3 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля во время движения, если коэффициент полезного действия двигателя 25 %?

Решение . При работе двигателя автомобиля за счет сгорания бензина выделяется количество теплоты, часть которой (25 %) расходуется на выполнение механической работы по перемещению автомобиля. Значит, можно записать .

Однако работа , где N – мощность двигателя, t – время движения автомобиля.

Приравняв правые части уравнений, получим:

Учитывая, что , получим окончательную формулу для определения мощности:

Пример 2. На сколько километров хватит автомобилю 40 л бензина, если сопротивление движению составляет 18 кН, а КПД двигателя 18 %. Движение считать равномерным.

Дано: F = 18 кН, V = 0,04 м 3 , = 0,18, q = Дж/кг, = 700 кг/м 3

Работа совершается двигателем , где F 1 – сила тяги двигателя.

Т.к. автомобиль движется равномерно, то F 1 = F. Отсюда пройденный путь .

Работу A двигатель совершает, используя часть всей энергии Q, полученной при сжигании топлива

Энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, равна

Полученное нами выражение для A подставляем в формулу для S:

Ответ : бензина хватит на 130 км.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 412 . Какая механическая работа (в кДж) совершается при расширении газа в цилиндре с поршнем, если площадь поршня 240 см 2 , ход поршня 25 см, а среднее давление газа 490 кН/м 2 ?

Задача 413. Вычислите работу расширения пара в цилиндре, производимую за каждую минуту, если среднее давление 980 000 Н/м 2 , ход поршня 0,52 м, площадь поршня 18 дм 2 и поршень делает за секунду два хода.

Задача 414. Определите среднее давление воздуха в цилиндре компрессора, площадь поршня в котором 0,025 м 2 , ход поршня 48 см, а мощность, развиваемая при 110 ходах в минуту, равна 35 л.с.

Задача 415. Определите КПД двигателя трактора, которому для совершения работы потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания .

Задача 416. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную , и израсходовал при этом 2 кг бензина. Вычислите КПД этого двигателя.

Задача 417 За 1,25 ч в двигателе мотороллера сгорело 2,5 кг бензина. Вычислите КПД двигателя, если за это время им было произведено полезной работы.

Задача 418. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1ч работы израсходовал 14 кг керосина. Определите КПД двигателя.

Задача 419. Автомобиль прошел 300 км со средней скоростью 72 км/ч. При этом был израсходован бензин объемом 70 л. КПД двигателя автомобиля 25 %. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля во время пробега?

Задача 420. Какая масса пороха сгорает при выстреле из карабина? Масса пули 10 г, скорость пули при вылете из дула 700 м/с, КПД карабина 30 %.

Задача 421. Найти расход бензина автомобиля «Запорожец» на 1 км пути при скорости 60 км/ч. Мощность мотора равна 17 кВт, КПД равен 30 %.

Задача 422. Автомобиль «Москвич» расходует бензин массой 5,67 кг на 50 км пути. Определить мощность, развиваемую двигателем, если скорость движения 90 км/ч и КПД двигателя 22 %.

Задача 423. Двигатель мощностью 15 кВт потребляет в час нефть массой 15 кг. Определите КПД машины.

Задача 424. Пуля массой 9 г вылетает из ствола винтовки со скоростью 850 м/с; масса порохового заряда 4 г. Определите КПД выстрела.

Задача 425. Сколько горючего потребуется для тепловоза ТЭ-2, состоящего из двух секций с двигателями Дизеля по 1000 л.с. в каждой при КПД 28 %, чтобы пройти расстояние 1000 км со средней скоростью 72 км/ч?

Задача 426. Сколько угля требовалось для паровоза серии ФД-20, имеющего мощность 2000 л.с. при КПД 7,5 %, чтобы пройти 1000 км со средней скоростью 54 км/ч?

Задача 427. Определить мощность газогенератора, работающего на природном горючем газе и потребляющего за 3,5 ч работы 140 м 3 газа. КПД установки 30 %.

Задача 428. Подвесной мотор «Вихрь» имеет мощность 18 л.с. и КПД 15 %. На сколько километров пути хватит ему 20 л бензина при скорости лодки 30 км/ч?

Задача 429. На тепловозе имеется 9000 кг нефти. При скорости поезда 60 км/ч тепловоз развивает среднюю мощность 3000 кВт. Определить, на какое расстояние хватит имеющегося запаса нефти, если КПД тепловоза 28 %.

Задача 430. Двигатели тракторов ДТ-250 и ДТ-54 работают на дизельном горючем; первый из них развивает мощность 300 л.с. и потребляет 0,17 кг горючего на 1 л.с. в час; второй развивает мощность 54 л.с. и потребляет 0,22 кг горючего на 1л.с. в час. Определить КПД каждого двигателя.

Задача 431. Двигатель автомобиля «Волга» развивает мощность 75 л.с. и потребляет 0,23 кг на 1 л.с. в час. Определить КПД двигателя.

Задача 432. Речное судно на подводных крыльях «Метеор» развивает мощность 1500 кВт при КПД 30 %. Определить расход горючего на 1 км пути при скорости 72 км/ч. Теплота сгорания горючего 50 МДж/кг.

Задача 433. Реактивный самолет пролетает с постоянной скоростью 900 км/ч путь 1800 км, затрачивая при этом горючее массой 4 т. Мощность двигателя самолета равна 5900 кВт, КПД равен 23 %. Какова теплотворная способность горючего, применяемого самолетом?

Задача 434. Средняя мощность двигателя автомобиля «Волга» 60 л.с., а КПД 25 %. На пробег 250 км израсходовали 40 кг бензина. Определить среднюю скорость движения.

Задача 435. Автомобиль развивает скорость 72 км/ч, расходуя при этом бензин массой 80 г на 1 км. Какое количество бензина будет расходовать автомобиль при скорости 90 км/ч? Какую мощность он при этом разовьет? Сила сопротивления пропорциональна скорости. КПД двигателя 28 %.

Задача 436. С какой средней скоростью движется грузовик, двигатель которого при развиваемой мощности 76,5 кВт израсходовал на пути 120 км 64 л бензина? КПД двигателя 32 %.

Задача 437. На сколько километров пути хватит 10 л бензина для двигателя мотоцикла, развивающего при скорости 54 км/ч мощность 8,5 кВт и имеющего КПД 21 %?

Задача 438. Главная силовая установка морского теплохода состоит из двух двигателей Дизеля мощностью по 800 кВт каждый. Зная, что расход горючего составляет 245 , определить КПД двигателей и расход горючего за время недельного плавания.

Задача 439. Какое количество бензина потребуется для двигателя автомобиля, чтобы проехать 300 км, если масса машины 5 т, КПД двигателя 22 %, а сопротивление движению составляет 0,050 веса машины? Найти силу тяги двигателя и мощность, развиваемую при скорости 108 км/ч.

Задача 440. Какой вид топлива используется в теплосиловой установке, в которой за 1,5 ч работы с КПД 0,2 при развиваемой мощности 25,2 кВт сожжено 33 кг горючего?

Задача 441. Двигатель реактивного самолета при полете со скоростью 1800 км/ч развивает силу тяги 88,2 кН и имеет КПД 20 %. Определить расход керосина за 1ч полета и развиваемую мощность.

Обработка результатов измерений

при проведении лабораторных работ

Основные термины, определения и обозначения.

ИЗМЕРЕНИЕ – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ – измерительные инструменты или приборы, позволяющие сравнивать измеряемую величину с мерой (однородной с измеряемой величиной и принятой за единицу измерения).

ПРЯМОЕ ИЗМЕРЕНИЕ – определение значения физической величины непосредственно с помощью средств измерения.

КОСВЕННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ – определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, измеряемыми непосредственно (которые определяются прямыми измерениями).

Пусть А – измеряемая физическая величина

А пр – приближенное значение измеряемой физической величины, полученное путем прямых или косвенных измерений.

Н
апример при прямом измерении бруска длиной А с помощью сантиметровой линейки, получим:

∆ А – абсолютная погрешность измерения физической величины. Она выражается в тех же единицах измерения, что и сама физическая величина.

∆ и А – максимальная абсолютная инструментальная погрешность измерения (погрешность средств измерения). Может быть определена по таблице 1. или по классу точности электроизмерительного прибора.

– класс точности электроизмерительного прибора. Он показывает, сколько процентов составляет абсолютная инструментальная погрешность прибора от всей действующей шкалы прибора :

Существуют следующие классы точности стрелочных электроизмерительных приборов:

(при указании класса точности знак ” % ” не пишется)

Максимальная “абсолютная” инструментальная погрешность измерения физической величины электроизмерительным прибором определяется по формуле :

Допустимые инструментальные погрешности средств измерения

источник