Проекты по физике 9 класс word

Автор проекта

Фамилия, имя отчество

Мальцева Елена Владимировна

Регион

Владимирская область

Населенный пункт, в котором находится школа/ОУ

Владимир

Номер и/или название школы/ОУ

МОУ СОШ №16

Описание проекта

Название темы вашего учебного проекта

Силы в природе

Краткое содержание проекта

Предмет

Физика

Класс

9-й

Приблизительная продолжительность проекта

5 недель

Основа проекта

Образовательные стандарты

Обязательный минимум содержания образования: сила трения, сила упругости, сила тяжести, вес тела. I, II, III законы Ньютона, закон всемирного тяготения.

Требования к уровню подготовки выпускников: уметь приводить примеры практического использования физических знаний о механических, электромагнтиных явлениях, осуществлять самостоятельный поиск информации естественно-научного содержания с использованием различных источников (учебных текстов, справочных и научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета), ее обработку и представление в разных формах (словесно, с помощью графиков, математических символов, рисунков и структурных схем).

Дидактические цели / Ожидаемые результаты обучения 

После завершения проекта учащиеся смогут понимать причины возникновения сил, основание для их классификации, различать понятия «взаимодействие тел» и «силы в природе»; обнаруживать конкретное проявление действия сил, а также то, что они обеспечивают.

Зная твердо точку приложения различных сил, их направление, расчетные

формулы, учащиеся смогут решать графические и расчетные задачи.

В процессе работы над проектом ученики смогут развить умения самостоятельно работать с учебной литературой и интернет-ресурсами, анализировать и отбирать информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать ее.

Учащиеся получат навык коллективного действия, результатом которого станет представление электронной презентации.

Вопросы, направляющие проект

Основополагающий вопрос

Как связаны силы в физике с силой духа, силой воли, силой характера, силой мысли человека?

Проблемные вопросы учебной темы

Можно ли классифицировать силы в природе?

Какой признак лежит в основе научного объединения физических сил в группы?

Относятся ли к одной группе сила тяжести, вес тела, сила трения?

Силы и взаимодействия тел: слова синонимы или нет?

Учебные вопросы

Какие силы изучены нами в школьном курсе к данному моменту?

Какие силы относятся к механическим?

Что вы знаете о силах тяжести,упругости, трения, весе?

Каково происхождение молекулярных сил притяжения и отталкивания?

Для каких физических объектов характерны сильные взаимодействия?

На каком уровне строения вещества происходят слабые взаимодействия?

План оценивания

График оценивания

До работы над проектом

Ученики работают над проектом и выполняют задания

После завершения работы над проектом

Изучение работы учеников.

План проекта, самооценка и рефлексия, обратная связь от сверстников.

Отчеты по выполнению проекта, продукт (презентация).

Описание методов оценивания

Изучение работ учеников показывает степень понимания ими учебного материала, уточняет ожидания обучения от учеников, и дает возможность оценить качество ранее изученных задач (примеры работ и оцениваний разных учеников,  примеры от одного ученика, данные тестов).

  План проекта помогает ученикам чувствовать ответственность за свое обучение. Ученики определяют цели, вырабатывают стратегии для их достижения, создают временной график работы, определяют критерии оценивания. Отзыв сверстников помогает ученику увидеть внутренние качественные характеристики своей работы, через оценивание работ других участников (контрольные листы, напоминания и подсказки, формы).

 Отчеты по продвижению проекта помогают ученикам записывать свое продвижение и пояснять новые моменты в понимании изучаемого материала. Отчетом может быть черновик проекта или обзор данных.

 Сведения о проекте

Необходимые начальные знания, умения, навыки

Знание точки приложения сил трения, тяжести, упругости, веса, их направления, расчетных формул; законов Ньютона, всемирного тяготения. Умение изображать силы, решать задачи базового уровня, применять законы; находить информацию с помощью Интернет-ресурсов, иных источников.

Навык использования Интернета и офисного программного обеспечения для создания компьютерных презентаций и публикаций.

Учебные мероприятия

Вводный этап. (1-я неделя). На первом установочном занятии учитель с помощью презентации организует групповое обсуждение темы проекта. Обсуждение ведется таким образом, чтобы учащиеся в процессе дискуссии сформулировали гипотезы исследования.

Учащиеся делятся на мини-группы по 2-3 человека (всего 6 групп). Учитель в процессе беседы с каждой группой уточняет моменты, которые надо доказать в исследованиях, а также договаривается о форме представления результатов — в виде презентации, буклета, и т.п.

Ученики продумывают план проведения исследований, выбирают исследовательские методы: проведение анкетирования, опытов, создание видеозаписей и фотоматериалов, сбор статистических данных, демонстрационных материалов. Обсуждают формы представления и оформления собранных и обработанных материалов.

Перед началом исследования необходимо также обсудить с учениками, как найти источники достоверной информации по теме исследования и использовать их, соблюдая авторские права. Учитель дает рекомендации — какие книги, в каких библиотеках найти, какие сайты в Интернете использовать, с какими учителями побеседовать. Поскольку учащимся может потребоваться дополнительное время для работы за компьютером и в Интернет, целесообразно до начала проекта на родительском собрании рассказать родителям о содержании и специфике проектного обучения. В качестве раздаточного материала при этом можно использовать публикацию о проекте.

Самостоятельная работа групп(2-я неделя). Учитель консультирует группы, оказывает помощь в поиске ресурсов. Направлять деятельность учащихся помогают памятки и инструкции.

Подготовка учащимися презентации о проделанной работе(3-я-4-я недели). При создании презентаций и публикаций группы руководствуются критериями оценки. Учитель оказывает необходимую помощь.

Защита полученных результатов и выводов(5-я неделя) Защита проводится в форме конференции, на которую приглашаются учащиеся параллельного класса. Каждой группе на представление полученных результатов представляется до 5-6 минут. Возможны ответы на вопросы присутствующих. Результаты выступления групп отражаются в оценочных листах на основе критериев оценивания.

Оценивание результатов проекта школьниками и учителем(5-я неделя) Рефлексия. Группы оценивают работу каждого участника. Учитель оценивает работу групп в целом. Возможны выступления участников об опыте проектной деятельности, удачах и недостатках.

Материалы для дифференцированного обучения

Ученик с проблемами усвоения учебного материала (Проблемный ученик) 

Дополнительная наглядность и поддержка через дополнительные консультации. Применяется осторожное оценивание, оценочные листы адаптированы к такому уровню обучаемости.

Ученик, для которого язык преподавания не родной

Иллюстрированные тексты.

Одаренный ученик

Усложненные задания, дополнительные задания, требующие более глубокого понимания материала.

Материалы и ресурсы, необходимые для проекта

Технологии – оборудование

Фотоаппарат, лазерный диск, компьютер(-ы), принтер, цифровая камера, проекционная система,  DVD-проигрыватель, сканер, другие типы интернет-соединений.

Технологии – программное обеспечение

СУБД/электронные таблицы, программы обработки изображений, текстовые редакторы, программы электронной почты, мультимедийные системы, другие справочники на CD-ROM

Материалы на печатной основе

А.В.Перышкин, Е.М.Гутник. Физика. 9 класс. М.: Дрофа, 2009 г.

В.И.Григорьев, Г.Я.Мякишев. Силы в природе. М.: Наука, 1983 г.

Ф. Кларк, Л. Хоуэлл, С. Кхан. Чудеса и тайны науки. М.: Росмэн, 2005 г.

Другие принадлежности

Интернет-ресурсы

http://www.physics.ru/

http://www.p-energy.ru/

Cетевые закладки <БобрДобр>

Другие ресурсы

Возможно консультирование родителей, чьи профессиональные возможности пересекаются с вопросами проекта.

Комитет по делам образования города Челябинска

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ГИМНАЗИЯ № 10 г. ЧЕЛЯБИНСКА»

Проектная
работа

««Ambilight»-
динамическая подсветка для монитора»

«Гимназия
№10
г. Челябинска»

Тип
проекта:

Выполнил:

Алиев

Артём

 Артурович,

ученик 8-б класса

Руководитель проекта: Петрякова

Лариса Леонидовна

Челябинск,
2020г.

Содержание

Введение                                                                                         2

Основная часть                                                                               3

I.1. Определение понятия Ambilight                                              3

I.1.1. Использованные материалы для
проекта                              5

I.1.2. Схема пайки                                                                           6

Практическая часть                                                                        6

II.1. Пайка элементов                                                                     6

II.1.1. Монтаж и настройка программы                                          7

Заключение                                                                                    8

Список источников                                                                        8

Приложения                                                                                   9

Введение

Актуальность выбранной темы

Последнее
время я начал замечать напряжение на глазах после работы за компьютером ночью.
Позже я узнал о технологии Ambilight, которая применяется в телевизоре компании
Philips. Я сразу же захотел такой телевизор, но  эта технология очень
дорогостоящая, по сравнению с мониторами без этой функции.

Позже
я прочитал, как устроена данная технология и она показалась мне достаточно
простой.

Цель:
Собрать
самостоятельно подсветку Ambilight из запчастей, которые можно приобрести в
интернете или в локальном магазине.

Задачи:

1. Заказать
детали.

2. Спаять и
подключить.

3. Узнать как программировать
мини-компьютер Arduino.

4. Приклеить
светодиодную ленту на монитор.

5. Прошить
Arduino.

6. Настроить
программу для настройки LED ленты  «Ambibox».

7. Найти 
информации по темам «Ambilight».

Продукт
проекта: Монитор с динамической
подсветкой «Ambilight»

Основная
часть

I.1.
Определение понятия Ambilight

I.1.1.
Использованные материалы для проекта

I.1.2.
Схема пайки

Технология
Ambilight — это встроенная в ЖК телевизоры фоновая подсветка, которая
анализирует цветовую картинку на экране и вырабатывает рассеянный свет по
периметру телевизора. Благодаря этому поверхность стены за корпусом динамически
освещается, дополняя ореолом интенсивность изображения на экране, тем самым,
как бы увеличивая размер изображения и, как утверждает компания Philips,
уменьшая чрезмерное напряжение на глаза зрителя.

(Ambilight
сокращение от Ambient Lighting Technology, в переводе с англ. «Технология
Окружающего Освещения», изобретена и запатентована компанией Philips
Electronics)

Идея
создания дополнительного окружающего освещения в зоне просмотра телевизионного
изображения известна с 50-х годов. Уже тогда было подмечено, что изображение с
экрана воспринимается с большим комфортом и создает меньшую нагрузку на зрение,
если рядом с экраном находится источник рассеянного света, роль которого играли
ТВ-лампы. Яркость экранов первых телевизоров не отличалась высокими
показателями, что заставляло владельцев выключать общее освещение в комнате.
Это сразу же приводило к сильному повышению контраста между общей световой
обстановкой в комнате и мерцающим «окошком» изображения. Нагрузка на
зрение резко возрастала, что приводило не только к быстрой его утомляемости, но
и к общему ухудшению самочувствия. ТВ-лампы — небольшого размера светильники,
создающие рассеянное световое излучение, помогали в повышении комфортности
просмотра и заметно снижали нагрузку на зрение. Сегодня их роль с успехом
выполняет технология Ambilight.

На
данный момент существует 5 поколений технологии Ambilight. Рассмотрим последние
три:

В
ЖК телевизоры с технологией Ambilight Surround (третье поколение) встроили
дополнительные лампы сверху корпуса, теперь они расширили поле эффектов вверх.
Зона фоновой подсветки стала более объемной, а результат более заметным. И
правые, и левые, и верхние лампы стали независимыми. Фон стал детальнее,
поскольку привязка производится к превалирующему цвету НЕ на всем поле ( как
было реализовано в 1-ом и 2-ом поколениях), а уже к трем зонам — средней,
правой и левой.

В
четветром поколении, получившем название Ambilight Full Surround, экран
окружили лампами со всех сторон. Процессор, отвечающий за управление лампами,
анализирует не менее четырех зон изображения в соответствии с количеством
комплектов ламп. Корпус телевизора снабдили экраном-панелью, расположенным
позади корпуса — телевизор словно «плавает» в свете.

Последнее
поколение Ambilight Spectra — это развитие технологии Ambilight за счет
усовершенствования алгоритма обработки микропроцессорами изображения на экране
и эволюции светодиодов, используемых для создания фоновой подсветки. Ambilight
Spectra, в частности, использована во флагманской революционной серии
телевизоров Philips Aurea, аналогов котором нет в мире. Усовершенствованное
освещение Ambilight Spectra отслеживает экранные цвета и действие, формируя
вокруг телевизора сбалансированную световую атмосферу.

Технология
Ambilight, созданная совместными усилиями различных отделов компании Philips,
исследовательским, телевизионным и отвечающим за освещение, является
результатом подробного анализа, посвященного тому, каким образом в домашней
обстановке люди смотрят телевизор. Результаты проведенного потребительского
тестирования по Ambilight показали, что, по мнению большинства потребителей,
освещение вокруг телевизора способствует более легкому просмотру и более
легкому восприятию качества картинки, что касается контраста, глубины и
насыщенности цвета, цветовой Ambilight делает разницу еще более заметной.

  
I.1.1. Использованные материалы для проекта

Для исполнения
проекта понадобятся следующие из компонентов:

•        
Arduino
NANO 328P

•        
Адресная
светодиодная лента

•        
Безпаечные
углы или прямые руки

•        
Блок
питания на 5A

•        
Резистор
на 200-500 Ом

•        
Паяльник

•        
Монитор

•        
Компьютер

•        
Программы
для прошивки и настройки Arduino

                      
I.1.2. Схема пайки

Адресная лента
подключается к питанию 5 вольт с блока питания.

 Земля, лента и
контакт DI подключаются к Arduino
через резистор на 200-500 Ом.

Практическая
часть

II.1 Пайка элементов                                                                                     
II.1.1. Монтаж и настройка программы

Для пайки всех элементов мне
понадобились:

•        
Паяльник.

•        
Мультиметр.

•        
Флюс.

•        
Припой

•        
Термоусадка

 II.1.1. Монтаж и настройка программы

После
пайки всех элементов, необходимо приклеить светодиодную ленту на заднюю часть
монитора, начиная с левого нижнего угла. После монтажа светодиодной ленты на
монитор приступаем к прошивке Arduino.

Сперва нужно
узнать в каком порту находится Arduino, в моём случае это порт под номером
COM3, в дальнейшем нам это пригодиться. Затем устанавливаем драйвер (CH341SER)
на компьютер для корректной работы Arduino. После, прошиваем наш
мини-компьютер, через одноимённую программу Arduino, указав порт номер COM3. И
уже в завершении, устанавливаем программу Ambibox, которая будет управлять
лентой.

Заключение

Во
время работы над проектом я сделал динамическую подсветку для монитора,
научился паять и работать с мини-компьютером. Цель работы достигнута. Данный
проект будет полезен людям, у которых основная работа — это работа за
компьютером.

Таким
образом, любой человек может собрать такую же подсветку на свой монитор с
минимальными знаниями о пайке и компьютере.

Данный
проект обошёлся по стоимости в 900 рублей.

Список источников

1.Ambilight [Электронный ресурс]. — Режим
доступа: https://goo.su/0dql

2. Что такое Ambilight [Электронный
ресурс]. — Режим доступа: http://elektranews.ru/chto-takoe-ambilight

3.
Основа проекта [Электронный ресурс]. — https://alexgyver.ru/arduino_ambilight/

4.
Видео проекта [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=tx5GxvFgkh0&t=6s

Приложения

Приложение I

Спаеные части угла ленты.

Приложение II

Все спаяные части

Приложение III

Arduino с спаяными
частями

                                                                                             
Приложение IV

Готовая лента Ambilight

                                                                       
Приложение
V

Действие
Ambilight на примере сочных картинок

Скачано с www.znanio.ru

Новые Популярные Добавить материал

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Муниципальное общеобразовательное учреждение-

средняя общеобразовательная школа №14

Города новороссийска

Проект по физике

«Двигатель внутреннего сгорания»

Выполнил:

ученик 9 «А» класса

Иванов Антон

Руководитель:

Галина Владимировна

г.новороссийск

2021 год

Цель проекта:

Узнать, что такое двигатель внутреннего сгорания, и где он используется.

Введение

Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Первый двигатель внутреннего сгорания был изобретён в 1860 году французским инженером Этвеном Ленуаром. Этот двигатель сильно был похож на паровую машину, работал на светильном газе по двухтактному циклу. Мощность такого двигателя составляла примерно 2 л.с. Так как двигатель Ленуара был очень большим ему не нашли дальнейшего применения.

Через 7 лет уже в 1867 году немецкий инженер Николаус Отто создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. Этот двигатель имел мощность около 2 л.с., с числом оборотов 150 оборотов/мин. Двигатель мощностью 10 л.с. имел КПД 17% , массу 4600 кг нашел широкое применение. Всего таких двигателей было выпущено более 6 тыс.1880 г. мощность двигателя была доведена до 100 л.с.

В 1885 г. в России капитан Балтийского флота И.С.Костович создал двигатель для воздухоплавания мощностью 80 л.с. с массой 240 кг. Тогда же в Германии Г.Даймлер и независимо от него К.Бенц создали двигатель небольшой мощность для автомобилей. С этого года началась эра автомобилей.

В конце 19 в. немецким инженером Дизелем был создан и запатентован двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора двигателем Дизеля. Топливо в двигателе Дизеля подавалось в цилиндр сжатым воздухом от компрессора и воспламенялось от сжатия. КПД такого двигателя составляло примерно 30%.

Интересно, что за несколько лет до Дизеля русский инженер Тринклер разработал двигатель, работающий на сырой нефти по смешанному циклу – по которому работают все современные дизельные двигатели, однако он не был запатентован, а имя Тринклера мало кто теперь знает.

Двигатели внутреннего сгорания, особенно дизельные, нашли самое широкое применение в качестве силового оборудования на разнообразных строительных и дорожных машинах, требующих независимости от внешних источников энергии. Это, в первую очередь, транспортные (автомобили общего и специального назначения, седельные тягачи, тракторы), погрузочно-разгрузочные машины (вилочные и ковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики), стреловые самоходные краны, машины для земляных работ и т.д. На строительных и дорожных машинах применяются двигатели мощностью от 2 до 900 кВт. Особенностью их эксплуатации является то, что эти машины длительное время эксплуатируются на режимах близких к номинальным, при значительном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленности воздуха, в существенно различных климатических условиях и нередко без гаражного хранения.

Строение и принцип действия ДВС

Строение ДВС

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом, тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка и нижняя мертвая точка.

Первый такт — такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт — такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Влияние ДВС на окружающую среду

При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Однако полного сгорания в поршневых ДВС достичь технически невозможно. Сегодня порядка 60% из общего количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу крупных городов, приходится на автомобильный транспорт.

В состав отработавших газов ДВС входит более 200 различных химических веществ. Среди них:

продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, водорода, перекисных соединений, сажи;

продукты термических реакций азота с кислородом – оксиды азота;

соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива, – свинца и других тяжелых металлов, диоксид серы и др.;

избыточный кислород..

Оксиды азота в отработавших газах образуются в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления. По мере охлаждения отработавших газов и разбавления их кислородом воздуха оксид азота превращается в диоксид. Оксид азота (NO) – бесцветный газ, диоксид азота (NO2 ) – газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких.

Причиной образования углеводородов (СН) является неоднородность состава горючей смеси в камере сгорания двигателя, а также неравномерность температуры и давления в различных ее частях. В некоторых зонах цилиндра (паразитных объемах) топливо практически не сгорает, так как происходит обрыв цепной реакции окисления углеводородов.

Оксиды азота и углеводороды тяжелее воздуха и могут накапливаться вблизи дорог и улиц. В них под воздействием солнечного света проходят различные химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона (О3 ). В нормальных условиях озон не стоек и быстро распадается, но в присутствии углеводородов процесс его распада замедляется. Он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями, образуя смог. Кроме того, озон разъедает глаза и легкие.

Состав отработавших газов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота.

В отработавших газах также обнаружен акреолин (особенно при работе дизельных двигателей). Он имеет запах пригорелых жиров и при содержании более 0.004 мг/л вызывает раздражение верхних дыхательных путей, а также воспаление слизистой оболочки глаз.

Чтобы предотвратить экологические проблемы люди стали искать альтернативные виды двигателей:

а) Электродвигатель — электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году. Первый двухместный электромобиль русского инженера-изобретателя Ипполита Романова образца 1899 года изменял скорость движения в девяти градациях — от 1,6 км в час до максимальной в 37,4 км в час. В первой четверти XX века широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу, в 1910-х в Нью-Йорке в такси работало до 70 тысяч электромобилей. Значительное распространение в начале века получили и грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы). Возрождение интереса к электромобилям произошло в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов.

б) Гибридный двигатель — двигатель, комбинирующий преимущества обоих моторов: ДВС и электродвигателя. Применяется в автомобилях как альтернатива двигателю внутреннего сгорания. Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах. Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства

Первым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche. Автомобиль был разработан конструктором Фердинандом Порше в 1900 — 1901 годах. В Советском Союзе также велись работы по разработке гибридных автомобилей. Так, работы советского ученого Нурбея Гулиа привели к созданию прототипа гибридного автомобиля на базе автомобиля-грузовика УАЗ-450.

в) Водородный ДВС — это двигатель, использующий в качестве топлива водород.

В конце 70-ых годов прошлого века исследователи пришли к выводу, что заменителем нефти и ее производных станет водород. Работы по созданию 21 двигателей, работающих на водородном топливе, велись в США, Германии, Японии и в СССР. Ученые Ленинградского Политехнического института начали исследования по возможности создания автомобиля, двигатель которого работает на водороде. В Германии, США и Японии работы не прекращаются и сейчас, там довольно большой парк экспериментальных водородных автомобилей. Необходимые затраты для получения сжиженного водорода довольно быстро окупаются при больших пробегах автомобиля. Для поездок на малые расстояния могут быть более выгодны установки с гидридным способом хранения водорода — в порошке. Порошок подогревается отработавшими газами, и водород переходит в газообразное состояние. За эти 15 лет технологии сделали определенный шаг вперед по водородной тематике.

Сейчас компания Дженерал Моторс разработала автомобиль, работающий на водородном топливе. Его эффективность в четыре раза превышает обычные машины, использующие бензин. Экономия топлива в этой машине эквивалентна потреблению бензина 3 литра на 100 км. По внешнему виду машина не отличается от традиционных моделей. Топливный бак придется заполнять через каждые 800 км. До скорости 90 км ч машине понадобится 9 секунд. Специалисты Мюнхенского Технического университета перевели на чистый водород некоторые модели ВМW. Сжиженный водород хранится на автомобиле в криогенном баке. Широкое внедрение водородного топлива сдерживается более высокой ценой водорода по сравнению с привычными топливами, а также отсутствием необходимой инфраструктуры.

Практическое применение ДВС

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы, строительные краны. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.  

Применение двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе, однако, ограничивается транспортными и судовыми установками вследствие меньших ресурсов жидкого топлива сравнительно с каменным углем. Двигатели внутреннего сгорания на стационарных установках применяются также в районах, где жидкое и газообразное топливо используется в качестве основного.

Эффективность применения двигателей внутреннего сгорания в значительной степени определяется их долговечностью и надежностью в эксплуатации. Одним из важных факторов при этом является износостойкость, зависящая не только от металлофизических характеристик поверхностей трения, но и от свойств смазочного масла, способов подачи к узлам трения, а также от конструкции системы смазки. Для обеспечения надежной работы современных двигателей внутреннего сгорания большое значение имеет предотвращение образования в них лаков, нагаров, низкотемпературных осадков, коррозии поверхностей некоторых деталей, а также очистка масла в двигателях ( фильтрация, центрифугирование) от образующихся в нем механических примесей. Все перечисленные вопросы отражены в книге.

Повышение экономичности применения двигателей внутреннего сгорания, снижение трудоемкости технического ухода за ними имеет важное народнохозяйственное значение. Большую роль при этом играет установление обоснованных сроков замены масла. Малые сроки замены масла приводят к значительному его перерасходу; особенно это заметно в связи с тем, что ряд удачных конструктивных и технологических решений способствовал снижению проникновения масла в камеры сгорания и его расхода на угар в современных двигателях.

В настоящее время применение двигателей внутреннего сгорания на промыслах весьма ограничено, а с расширением применения двигателей внутреннего сгорания потребность в бензине непрерывно увеличилась.

Исключительное разнообразие областей применения двигателей внутреннего сгорания обусловливает соответственно и многообразие конструктивных форм этих двигателей, а также значительные трудности их классификации.

В виду чрезвычайного разнообразия областей применения двигателей внутреннего сгорания и соответственно многочисленности конструкций и типов двигателей, различающихся как по условиям работы, так и по видам применяемого топлива, не представляется возможным дать единые нормы испытаний для всех двигателей внутреннего сгорания.

Вместе с тем по условиям работы двигатели внутреннего сгорания могут быть разделены на три основные группы:

1) двигатели, работающие при постоянном числе оборотов под воздействием скоростного регулятора, — стационарные и с ручной регулировкой – судовые

2) двигатели, работающие при переменных числах оборотов, обычно быстроходные

3) двигатели, работающие при постоянном высоком числе оборотов.

Заключение

В итоге проделанной работы цели и задачи, поставленные в начале, достигнуты. Я выяснил, что такое ДВС. ДВС — поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Также изучил историю создания ДВС. Первый ДВС был изобретен Ленуаром в 1860 г. Через 7 лет немецкий инженер Отто создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. В 1885 г. в России капитан Балтийского флота Костович создал двигатель для воздухоплавания. В конце 19 века немецким инженером Дизелем был создан двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора. В настоящее время дизели применяются на разных транспортных машинах.

После узнал строение ДВС. Главным элементом является поршень. Внутри поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, тот шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. В надпоршневом пространстве расположены впускной и выпускной клапаны, а также свеча зажигания.

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух- и четырехтактные. На современных автомобилях чаще ставят четырехтактные.

1 такт – впуск смеси бензина с воздухом

2 такт – сжатие горючей смеси

3 такт – рабочий ход (расширение газа)

4 такт – выпуск отработанных газов

ДВС оказывает на окружающую среду отрицательное влияние. Углеводороды, которые должны разделяться на воду и углекислый газ, полностью не сгорают и выбрасываются в атмосферу вместе с оксидом азота, диоксидом серы и других металлов.

Чтобы предотвратить экологические проблемы люди стали искать альтернативные виды двигателей, таких как:

Электродвигатель

Гибридный двигатель

Водородный ДВС

В настоящее время двигатели ювнутреннего сгорания ставят на легковые и грузовые автомобили, самолеты, теплоходы, тракторы, тепловозы, строительные краны, а также на речные и морские суда.

Выводы:

Если бы не было двигателя внутреннего сгорания то, возможно, некоторые отрасли человеческой деятельности также не существовали бы.

Хоть двигатель внутреннего сгорания полезен для людей, но для экологии он приносит вред.

Двигатели внутреннего сгорания имеют ряд недостатков, следовательно, их скоро заменят на более современные типы двигателей.

Тема двс очень обширная и так как прогресс не стоит на месте, новые двигатели придумываются и разрабатываются довольно быстро, радует тот факт, что в современном мире очень быстро идёт развитие экологически чистых автомобили, к ним можно отнести электромобили, гибридные автомобили, а так же автомобили работающие на магнитных колебаниях земли. Надеюсь что в ближайшем будущем люди станут использовать знания о двигателях более разумно