Защита проекта по физике 10 класса по теме "Роторные двигатели"

Муниципальное  автономное общеобразовательное  учреждение «Заводоуковская средняя общеобразовательная школа №4  Имени  Заслуженного учителя РСФСР, Почетного гражданина г. Заводоуковска Агафонова Леонида Устиновича»

Школьный тур учебно – исследовательских

 и проектных работ учащихся

Физика .

«Роторные двигатели»

Авторы: Кельметр Владимир и Максимов Дмитрий, г. Заводоуковск, МАОУ «Средняя общеобразовательная школа №4», 10А класс.

Руководитель: Епанчинцева Галина Николаевна, учитель физики МАОУ «Средняя общеобразовательная школа №4»

г.Заводоуковск, 2014

Предмет исследования:

Роторный двигатель внутреннего сгорания.

Цель проекта:

Разобрать принцип действия роторного двигателя внутреннего сгорания; рассмотреть преимущество и недостатки перед другими ДВС.

Погружение в проект.

1.     Ознакомление с теоретическим материалом с использованием Интернет – ресурсов и научно-исторической литературы.

2.     Изучение принципа действия ДВС.

3.     Применение двигателя внутреннего сгорания в промышленности.

4.     Предполагается выполнить презентацию по данной теме и выступить перед  одноклассниками.

Содержание.

1.     История создания роторного двигателя.

2.     Четырех- тактный цикл работы ДВС.

3.     Преимущества и недостатки ДВС.

4.     Применение роторных двигателей.

Введение.

Роторный двигатель — родовое наименование конструкции теплового двигателя, за которым стоит целое семейство близких по конструкции двигателей, объединенное ведущим признаком — типом движения главного рабочего элемента. Двигатель разрабатывался изначально именно для применения на автотранспорте. Первый серийный автомобиль с роторным двигателем — немецкий спорткар NSU Spider. Первый массовый (37 204 экземпляра) — немецкий седан бизнес-класса NSU Ro 80. Автомобиль имел достаточно инноваций и помимо двигателя, в частности, кузов с рекордно низким аэродинамическим сопротивлением, полуавтоматическую коробку передач с гидротрансформатором, блок-фары, и так далее. Ro80 отличалась не только уникальной конструкцией, но и передовым дизайном, который оказался непонятен публике середины шестидесятых; через десять лет именно он был положен в основу стиля моделей «Ауди» 100 и 200 поколения C2.

С древности известны колеса ветряных и водяных мельниц, которые можно отнести к примитивным роторным двигательным механизмам. Самый первый тепловой двигатель в истории — эолипил Герона Александрийского (I в. н. э) также относится к роторным двигателям. В XIX веке, вместе с массовым появлением поршневых паровых машин, начинают создаваться и активно использоваться и роторные паровые двигатели. К ним можно отнести как паровые роторные машины с непрерывно открытыми в атмосферу камерами расширения — это паровые турбины, так и паровые машины с герметично запираемыми камерами расширения: к ним, например, можно отнести «коловратную машину» Н. Н. Тверского, которая успешно эксплуатировалась во многих экземплярах в конце XIX века в России.

С началом массового применения ДВС в первые десятилетия XX века начались и работы по попыткам создать эффективный роторный ДВС. Однако эта задача оказалась большой инженерной трудностью, и лишь в 1930-х годах была создана работоспособная дизельная турбина, которая по классификации относится к роторным ДВС с непрерывно открытой в атмосферу камерой сгорания.

1859 г. – появление действующего без сжатия поршневого двигателя Ленуара

1877 г.  – появление 4-х тактного поршневого двигателя Отто с искровым зажиганием, на светильном газе;       

 1885-1895 гг. - появление карбюраторов для питания 4-х тактного двигателя жидким топливом – бензином;      

  1893 г. - начала работы над конструкциями 4-х тактного поршневого двигателя работающего с воспламенением от сжатия (двигатель Дизеля);      

  1886 г. – формулирование принципа различия между ходом сжатия и ходом расширения поршневого двигателя – цикл Аткинсона;      

  1890 гг.  – появление многоцилиндровых поршневых двигателей;        1915 г. – первое появление в конструкции авиационного двигателя V- образной схемы расположения цилиндров;      

 1911 г.  – изобретение устройства принудительного наддува цилиндров двигателя рабочей смесью;       

1939-1941 гг. – начало массовой установки установки непосредственного впрыска топлива (инжектора) на авиационные двигатели в военной области.

Но потенциально широкий набор возможных конструктивных решений создают широкое поле для инженерных поисков, которые уже привели к появлению таких конструкций, как роторно-лопастной двигатель Вигриянова,

      Далее вы видите конструкцию. Здесь показаны детали роторного двигателя вместе с гидротрансформатором и коробкой передач.

    Переходим к принципу работы. Как вы видите, у роторного двигателя   происходят четыре такта.

Преимущества и недостатки.

К основным недостаткам роторного ДВС можно отнести то, что он склонен к перегревам в отличии от поршневого ДВС, из-за этого приходится использовать высокотехнологический материал в разных местах цилиндра. К преимуществам над поршневыми ДВС можно отнести только то, что мощность выдаваемая роторным двигателем почти в 2 раза больше и в отличии от четырехтактного поршневого двигателя мощность выдается  3 /4 рабочего времени ДВС (как 6 цилиндровый), а КПД составляет около 40% против 20% у поршневого двигателя.

Роторные двигатели применяют, как и в автомобилях, являющихся гоночными, в некоторых обычных для повседневной езды.

  Так и в мотоциклах, но вероятней всего только в серийных сборках. К сожалению, недостатков у двигателей оказалось весьма, больше чем преимуществ, ресурс таких двигателей оказался весьма мал (ремонт требовался уже после пробега порядка 50 тыс. км), поэтому автомобили с такими двигателями заслужили плохую репутацию и относительно малоизвестны.  На сегодняшний день выпускают серийные модели автомобилей фирмы Mazda (Япония) и ВАЗ (Россия)

 Вывод.

1.             Как мы  уже говорили, роторный двигатель имеет большое количество недостатков и в связи с этим не имеет больших перспектив, но эти двигатели продолжают совершенствоваться в целях улучшения главного механизма машин.

2.     Роторный двигатель склонен к перегревам в отличии от поршневого ДВС.

3.     С целью повышения КПД и улучшения экологических показателей двигателя рабочие объемы в полости расширения могут быть выполнены больше, чем в полости сжатия.

• 1 слайд

  Авторы проекта: Кельметр Владимир, Максимов Дмитрий, обучающиеся 10 А класс, МАОУ « Средняя общеобразовательная школа №4» г.Заводоуковска.
  Руководитель проекта : Епанчинцева Галина Николаевна, учитель физики МАОУ «Средняя общеобразовательная школа №4» г. Заводоуковска
  Роторные Двигатели
  

• 2 слайд

  Предмет исследования:
  
  
  
  Роторный двигатель внутреннего сгорания
  

• 3 слайд

  Цель проекта
  
  
  Разобрать принцип действия роторного двигателя внутренного сгорания, рассмотреть его недостатки и преимущества перед другими ДВС.
  
  

• 4 слайд

  «Погружение в проект»
  
  
  1. Ознакомление с теоретическим материалом с использованием интернет - ресурсов и научно-исторической литературы.
  Изучение принципа действия ДВС.
  Применение ДВС в промышленности.
  4. Предполагается выполнить презентацию по данной теме и выступление перед одноклассниками.
  
  

• 5 слайд

  Содержание
  
  История создания роторного двигателя
  Четырех-тактный цикл работы ДВС.
  Преимущества и недостатки ДВС.
  Применение роторных двигателей.
  
  
  

• 6 слайд

  
  Роторный двигатель — родовое наименование конструкции теплового двигателя, за которым стоит целое семейство близких по конструкции двигателей, объединенное ведущим признаком — типом движения главного рабочего элемента.
  

• 7 слайд

  История создания роторного двигателя
  

• 8 слайд

  Самый первый тепловой двигатель в истории — эолипил  Герона Александрийского (I в. н. э) также относится к роторным двигателям.
  

• 9 слайд

  1859 г. – появление действующего без сжатия поршневого двигателя Ленуара
  

• 10 слайд

  1877 г. – появление 4-х тактного поршневого двигателя Отто с искровым зажиганием, на светильном газе;
  1885-1895 гг. - появление карбюраторов для питания 4-х тактного двигателя жидким топливом – бензином;
  1893 г. - начала работы над конструкциями 4-х тактного поршневого двигателя работающего с воспламенением от сжатия (двигатель Дизеля);
  1886 г. – формулирование принципа различия между ходом сжатия и ходом расширения поршневого двигателя – цикл Аткинсона;
  1890 гг. – появление многоцилиндровых поршневых двигателей; 1915 г. – первое появление в конструкции авиационного двигателя V- образной схемы расположения цилиндров;
  1911 г. – изобретение устройства принудительного наддува цилиндров двигателя рабочей смесью;
  1939-1941 гг. – начало массовой установки непосредственного впрыска топлива (инжектора) на авиационные двигатели в военной области.
  

• 11 слайд

  Роторно-лопастной двигатель Вигриянова
  

• 12 слайд

• 13 слайд

  Конструкция
  

• 14 слайд

  Принцип работы
  

• 15 слайд

• 16 слайд

  Преимущества и недостатки
  
  

• 17 слайд

  Применение
  

• 18 слайд

• 19 слайд

• 20 слайд

  Выводы:
  К основным недостаткам описанного двигателя внутреннего сгорания можно отнести сложную систему управления заслонками и невысокую мощность, обусловленную тем, что за один оборот ротора в этом двигателе совершается только один рабочий цикл.
  Роторный двигатель склонен к перегревам в отличии от поршневого ДВС.
  С целью повышения КПД и улучшения экологических показателей двигателя рабочие объемы в полости расширения могут быть выполнены больше, чем в полости сжатия.
  Повышение удельной мощности и экономичности ДВС на пути совершенствования обычных поршневых моторов уже не имеет больших перспектив, и в этом направлении развития технического прогресса наиболее целесообразно разрабатывать еще мало востребованные возможности двигателя роторной схемы
  

• 21 слайд

  Спасибо!