|
|
Принцип работы двигателя
Поршень перемещается в цилиндре вниз, благодаря приложенному
к его верхней поверхности давлению газа. Способ, благодаря
которому создается давление, основан на том, что когда газ
нагревается в замкнутом пространстве, его давление
увеличивается. На рис. 3.3 представлена простая демонстрация
этого факта: устройство очень простое, и вы может сами
выполнить этот эксперимент. Просверлите отверстие в пробке
бутылки и вставьте в это отверстие конец U-образной
стеклянной трубки. Частично наполните трубку водой, а затем
вставьте пробку в бутылку, удерживая бутылку донышком вверх,
как изображено на рисунке. Разница давления воздуха в
бутылке и воздуха снаружи создает разницу уровней воды h
между точками А и В. Нагрейте воздух в бутылке, просто держа
ее в руках, и давление воздуха в бутылке увеличится, в
результате чего столбик воды в точке В поднимется.
В двигателе воздух может нагреваться до очень высокой
температуры и внутри цилиндра создается при этом высокое
давление, которое со значительным усилием давит на поршень.
Давление над поршнем может лишь толкать его вниз, а в нижнем
конце хода поршня давление должно падать и поршень должен
перемещаться назад, в верхнюю точку, после чего давление
снова будет толкать его вниз. Давление стравливается через
отверстие в цилиндре, называемое выпускным каналом, а
поршень возвращается в верхнее положение в цилиндре
благодаря вращению колеса с тяжелым ободом, которое
называется маховиком и закреплено на конце коленчатого вала.
Если это колесо привести во вращение, оно будет продолжать
вращаться и сделает не менее нескольких оборотов.
Воздух внутри цилиндра может быть нагрет, например, пламенем
снаружи цилиндра. Однако, для того, чтобы проникнуть внутрь,
тепло должно пройти через стенку цилиндра, так что воздух не
может быть нагрет сильнее, чем сам цилиндр. Большая часть
используемого тепла при этом будет потеряна на нагрев
цилиндра и воздуха снаружи него.
Этот недостаток может быть преодолен, если нагревать воздух
непосредственно внутри цилиндра; чтобы сделать это
возможным, топливо может быть смешано с воздухом в цилиндре
и зажжено внутри двигателя.
Рис. 3.3
Демонстрация увеличения давления воздуха с ростом
температуры
Цилиндр, естественно, поглотит некоторую часть тепла, хотя
при этом могут быть предприняты меры для того, чтобы он не
нагревался слишком сильно, а воздух внутри цилиндра может
быть нагрет таким способом до гораздо более высокой
температуры и при этом может создаться гораздо более высокое
давление. Двигатель, в котором тепло от сгорания топлива
используется для преобразования в механическую энергию,
называется тепловым двигателем. Такой двигатель, в котором
топливо сгорает внутри двигателя, называется двигателем
внутреннего сгорания. В двигателях внутреннего сгорания
могут использоваться различные типы топлива. Бензин
представляет собой жидкость, получаемую путем перегонки
сырой нефти, и он наиболее пригоден в качестве топлива для
автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Им удобно
пользоваться, и он относительно дешев. Бензин при нормальной
температуре представляет собой жидкость, и автомобиль может
заправляться бензином, имея относительно небольшой бак,
достаточный для поездки более чем на 300 км. Он перестает
образовывать горючие пары при весьма низких температурах,
что дает возможность запуска холодного двигателя, хотя
иногда и с некоторыми затруднениями.
назад
>> |
|
