Проект по физике с презентацией, 8 класс. Силовая установка для автомобиля

План проекта
Введение
Глава 1. Виды существующих двигателей установленных на автомобили и история их создания
Глава 1.1 Двигатель внутреннего сгорания
Глава 1.2 Электродвигатель
Глава 1.3 Гибридная силовая установка
Глава 2. Доказательство эффективности той или иной силовой установки
Глава 3. Задачи
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В наше время автомобиль повсеместно используются в нашей жизни. Это удобное средство передвижения и перевозки грузов. Но, к сожалению, многие из них наносят большой вред нашей экологии. Поэтому наша задача выбрать оптимальный вариант силовой установки для автомобиля, которая не будет наносить большого вреда экологии, будет экономична и доступна.

Глава 1. Строение, история создания автомобильных силовых установок
Глава 1.1
Бензиновый и дизельный ДВС.
Бензиновый двигатель изобрели после того как в 19 веке началось развитие нефтедобычи. Бензиновый двигатель (двухтактный) был изобретен в 1878 году, но только четырехтактные стали ставить на самодвижущиеся экипажы. Рабочую модель создал в 1883 году немецкий инженер Готлиб Даймлер. Но первый автомобиль с ДВС построил в 1885 году другой немец, Карл Бенц (рис.1). Это была трехколесная повозка с одноцилиндровым двигателем мощностью 3 л.с и цепным приводом (рис.2). Вскоре 1888 году это транспортное средство получило патент , после чего стало. продаваться

Инженер Рудольф Дизель модорнезировал бензиновый двигатель для использования на нем дизельного топлива. Такой двигатель был сложнее устроен из-за того что то топливо воспламинялось от сжатия, а не от искры , но при этом выдавал больше мощности и крутящего момента.
Способ работы:
Способ работы ДВС очень прост. Двигатель состоит из полостей куда входят поршни , присоединенные шатуном к коленвалу. Также сверху двигателя установлены свечи , поджигающие топливную смесь и клапаны ,впускающие топливо и выпускающие отработанные газы.
A впуск, B сжатие, C рабочий ход, D выпуск.(рис.3)

Глава 1.2 Электродвигатель.
В 1812 году английский физик Майкл Фарадей провел опыты , доказывающие возможность создания электрического двигателя. Первый рабочий двигатель построил американец Джозеф Генри (рис.4). Спустя столетие электродвигатели стали устанавливать на автомобили.
Способ работы:
Силовая установка электромобиля состоит из аккумуляторов и электродвигателей. При движении электрический ток попадает в мотор, заставляя его крутить колеса автомобиля.
На создание электрических автомобилей ученных подтолкнуло глобальное ухудшение экологии ( в частности из-за автомобильных выбросов ) и вопрос о эконномии ресурсов нашей планеты. Электро-кары хороши тем что имеют высокий КПД , а следовательно максимально экономят энергию и при этом имеют нулевой уровень выбросов.

Глава 1.3 Гибридная силовая установка.
История создания:
Первым гибридным автомобилем считается Lohner-Porshe , разработанный в 1900-1901 годах, Фердинандом Порше (рис.5).Этот автомобиль был интересен тем , что имел четырехцилиндровый ДВС запасавший энергию в аккумуляторы, которые питали электромоторы установленные прямо на колесах.
Гибридная силовая установка это одна из передовых систем в автомобилестроении. Она интересна тем , что вобрала в себя лучшее от двс и электро двигателей. Такая система позволяет возрасти КПД до 90% при этом имея большой запас хода.
Способ работы: Гибридная силовая установка состоит из ДВС, электродвигателя (уже описанных в предыдущих главах) и аккумуляторов. При движении с помощью ДВС, торможении, движении накатом, накапливается электроэнергия, которая может использоваться для увеличения мощности, движения на малых оборотах или вместо основного вида топлива. Благодаря такой системе кпд двс возрастает до 80-90% (по сравнению 35-45% двс ).

Есть несколько систем работы:
1. Максимальное увеличение мощности (все системы работают вместе).
2. Увеличение запаса хода (вся энергия полученная во время движения будет использоваться вместо основного топлива).
3. Экономия топлива (электроэнергия будет запасаться рекуперацией и использоваться при ускорении и движении на малых оборотах).

Глава 2. Доказательство эффективности той или иной силовой установки.
Сравним три двигателя серийно выпускаемых автомобилей.
Бензиновый рядный шестицилиндровый двигатель с турбонаддувом.
Мощность 360л.с
Крутящий момент 450н.м
Расход топлива в смешанном цикле 9.7 литра на 100 км.
КПД 40%.
Плюсы .
1.Среди трех претендентов имеет самую низкую стоимость.
2.Самый большой ресурс.
3.Не нуждается в особой инфраструктуре.
4.Имеет большой запас хода.
Минусы.
1. Максимальный вред экологии.
2. Очень низкий КПД и следовательно большой расход топлива.
Электродвигатель.
Емкость батареи 85кВт.ч
Мощность 420 л.с
КПД (рекордные) 97%
Плюсы.
1. Нулевой выброс
2. Низкий уровень шума
3. Высокий КПД.
Минусы.
1. Высокая цена.
2. Нуждается в особой инфраструктуре (заправочных станциях).
3. Низкий ресурс.
4. Малый запас хода

Гибридная силовая установка.
Мощность 211+82л.с
Емкость батареи 65 кВт часов.
Крутящий момент 440н.м
Расход топлива в смешенном цикле 2.1-2.5 литра на 100 км.
КПД 89%.
Плюсы.
1.Цена чуть выше, чем у бензинового аналога.
2.Практически нулевой выброс.
3.Не нуждается в особой инфраструктуре.
4.Высокий кпд и меньший расход топлива.
5.Наибольший запас хода.
Минусы
1.Средний ресурс двигателя.

Глава 3. Задачи
1.Гибридная силовая установка состоит из ДВС который совершил полезную работу, равную 2,3 • 104 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг и электродвигателя мощность которого 650 ВаТТ напряжение 12в ,а сила тока 40 ампер. Найдите КПД силовой установки.
Дано:
U=12 В
I=40 А
P=650 Ватт
An=2.3*10 кДж=2.3*10 Дж
M=2кг
Q=46*10
КПД-?
Решение:
А полез –P*t
А затр-uit
КПД=А полез\А затр*100%=p*t\UIt*100%
КПД электродвигателя=650\12*40*100%=62%
КПД двс=An\mq*100%-2.3*10\2*46*10*100%=25%
Общее КПД=62+25=87%
Ответ: 87%

2.Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 104 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.
Дано:
M=2кг
An =2.3*10 кДж=2.3*10 Дж
Q=46*10
КПД-?
Решение:
КПД=А полез \ А соверш*100%,где Q=m*q
КПД двс=An\mq*100%-2.3*10\2*46*10*100%=25%
Ответ : 25%

3.Электродвигатель автомобиля имеет мощность 700 ВаТТ напряжение 12 В и силу тока 60 ампер. Найдите КПД данного двигателя.
Дано:
P=700 ВаТТ
U=12 В
I=60 ампер
КПД-?
Решение:
А полез –P*t
А затр-uit
КПД=А полез\А затр*100%=p*t\UIt*100%
КПД электродвигателя=700\12*60*100%=97%
Ответ: 97%

Заключение
На основе проведённой работы мы можем утверждать, что на данный момент гибридная силовая установка является наилучшим вариантом силовой установки для автомобиля.
Потому что: она сравнительно не дорогая, имеет минимальный выброс, расходует мало топлива, у неё большой запас хода и большая производительность.

Скачать эту работу

Скачать эту презентацию

Рекомендуем посмотреть:

Разработка внеклассного мероприятия по физике, 8 класс План-конспект урока физики. Решение задач. (8 класс. Электростатика) План-конспект урока по физике в 8 классе по теме: Конвекция Исследовательская работа по физике с презентацией, 8 класс

Похожие статьи:

Конспект урока по физике в 8 классе по теме «Работа и мощность электрического тока»