143,511₁₀ = 1*10² + 4*10¹ + 3*10⁰ + 5*10⁻¹ + 1*10⁻² + 1*10⁻³
143511₁₀ = 1*10⁵ + 4* 10⁴ + 3*10³ + 5*10² + 1*10¹ + 1*10⁰
1,435₁₀ = 1*10⁰ + 4*10⁻¹ + 3*10⁻² + 5*10⁻³
В этой статье будут рассмотрены принципы работы простейшего одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Этот двигатель взят для простоты понятия физических процессов, для того чтобы понять, как работают все подобные двигатели. На самом деле всё намного сложнее каждый процесс имеет столько особенностей, что и у специалистов, хорошо знающих работу двигателя, часто возникают споры по многим вопросам. Но все бензиновые двигатели (двигатели с принудительным зажиганием) работают на основе принципов, впервые описанных немецким инженером Отто.
Двигатель нужен для обеспечения автомобиля (если это не стационарный двигатель) механической энергией. Двигатель создаёт эту энергию. Но из школьного курса физики известно, что энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно. Что же является источником механической энергии, вырабатываемой двигателем, какую энергию он преобразует в механическую? Источником энергии двигателя внутреннего сгорания является энергия межмолекулярных связей углеводородного топлива, сгорающего в цилиндрах двигателя. Во время сгорания углеводородного топлива происходит разрыв этих связей с большим выделением тепловой энергии, которую двигатель и преобразует в механическую энергию в форме вращательного движения.
Для химических реакций, происходящих при сгорании топлива, требуется окислитель. Для этого используется кислород, содержащийся в окружающем атмосферном воздухе. Воздух это смесь газов, кислорода в этой смеси приблизительно 21%. В цилиндрах двигателя сгорает смесь топлива с воздухом. В идеальном случае все молекулы углеводородов, поданные в цилиндр, сгорая, соединяются со всеми молекулами кислорода, поданными в цилиндр во время одного рабочего цикла. То есть после процесса сгорания в цилиндре двигателя не должно остаться не одной молекулы топлива, и не одной свободной молекулы кислорода.
Химические реакции, во время которых полностью используются все активные вещества, называются стехиометрическими. Во время стехиометрического процесса для полного сгорания всех молекул 1-го килограмма топлива необходимо использовать приблизительно 14,7 килограммов воздуха. Это идеальный процесс, но реально при работе двигателя на различных режимах обеспечить его достаточно трудно, тем более что на некоторых режимах двигатель будет работать устойчиво, только если смесь отличается от стехиометрической.
Разобравшись, откуда берётся механическая энергия, приступим к изучению принципов работы двигателя. Как уже было отмечено ранее, здесь будет рассматриваться работа четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто. Основным признаком цикла Отто можно назвать то, что перед воспламенением топливовоздушная смесь предварительно сжимается, а зажигание смеси происходит от постороннего источника – в современных двигателях только при помощи электрической искры.
За время становления и развития двигателя внутреннего сгорания было изобретено очень много различных конструкций и, разумеется, двигатель, работающий на принципах цикла Отто, был далеко не единственный. Из двигателей с возвратной поступательным движением поршня можно назвать двигатель, работающий по циклу Аткинсона, а из двигателей с круговым движением поршня наиболее известен роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Существует большое количество вообще экзотических конструкций. Но все они не получили широкого практического применения. Более 99,9% используемых в настоящее время двигателей внутреннего сгорания работают по циклу Отто, (в данной статье сюда будут отнесены и дизельные двигатели) которые в свою очередь подразделяются на двигатели с электрическим воспламенением смеси и дизельные двигатели, с компрессионным воспламенением смеси.
Принципы работы таких двигателей и будут рассмотрены в этой статье.
И бензиновые и дизельные двигатели могут быть не только четырёхтактными, но и двухтактными. В настоящее время двухтактные двигатели на автомобиле не применяются, поэтому в данной главе они рассматриваться не будут.
Формула для расчета давления на дно и стенки сосуда --
. При выводе формулы для расчета давления на дно и стенки сосуда используется модель идеально несжимаемой жидкости. Эта модель делает формулу более удобной, так как позволяет предположить, что плотность ρ не изменяется в зависимости от давления, т.е. от глубины h. Полученная формула является достаточно точной для небольших значений h. Ее можно применить, например, для вычисления давления на дно стакана с водой, но не для вычисления давления на дне Марианской впадины. Другие модели, используемые при исследовании физических явлений -- например, модель материальной точки или модель абсолютно черного тела.
Все дело в том, что молекулярно кинетическая теория с достоверностью может описать только состояние атома водорода (как самой простой системы атомов) для остальных же атомов погрешность будет слишком велика.
В связи с маленькими размерами и с силами, действующими на протоны-электроны, с дуалистичной природой самих электронов и тем, что атомных орбиталей как таковых не существует (есть только вероятность что электрон находиться в этом пространстве, а не уверенность в том, что он движется по какой-либо конкретной орбите) рассчитать что либо для более сложных атомов с точностью до – не возможно.Т<span>еоретико-вероятностная математическая модель, на которой основываются статистические методы, полностью соответствует молекулярно-кинетическим явлениям: всякое состояние среды представляет собой результат статистического испытания, как и поведение всякой молекулы.</span>
