Принцип действия двигателя внутреннего сгорания

Демонстрация принципа действия двигателя внутреннего сгорания с применением прибора промышленного изготовления "цилиндр для взрыва горючей смеси" сопряжена с рядом трудностей, вызванных особенностью конструкции этого прибора и повышенной опасностью проведения демонстрации.

Главная трудность, обусловленная особенностью конструкции, заключается в том, что прибор имеет очень малую камеру сгорания, и поэтому для успешности опыта требуется тщательный подбор горючей смеси. Увеличение камеры сгорания за счет установки ограничителя хода поршня несколько повышает надежность демонстрации, но по-прежнему требует длительной предварительной тренировки и повышенного внимания к составлению горючей смеси.

Массивный поршень, вылетающий из цилиндра в случае успеха демонстрации, представляет серьезную опасность для учителя, учащихся и элементов оборудования физического кабинета. Поэтому при подготовке и проведении этого опыта учитель вынужден проявлять особую бдительность в соблюдении правил техники безопасности.

Демонстрация принципа действия двигателя внутреннего сгорания проходит надежно и безопасно при использовании самодельного прибора^*.

^* (Конструкция прибора предложена В. Я. Пономаревым.)

Прозрачный сосуд (стеклянный или из прозрачной пластмассы) вместимостью 0,5-1,0 л закрывается легким поршнем, который можно склеить из плотной бумаги или вырезать из пенопласта. Сквозь отверстия в стенках цилиндра на высоте 3-4 см от дна внутрь цилиндра вводятся два электрода так, чтобы искровой зазор между концами электродов был около 1 см.

Электроды соединяются с борнами высоковольтного преобразователя напряжения "Разряд" (рис. 258). В цилиндр наливают бензин объемом 0,25-0,5 см3 и закрывают поршнем. После включения высокого напряжения горючая смесь паров бензина с воздухом воспламеняется искровым разрядом между электродами, и газ выбрасывает поршень на высоту 1,5-2 м.

Рис. 258

Надежность опыта обусловлена большим объемом камеры сгорания. Здесь нет большой опасности переобогатить горючую смесь парами бензина. А именно эта причина чаще всего ведет к неудаче при использовании промышленного прибора.

Если в школьном кабинете нет высоковольтного преобразователя напряжения типа "Разряд", то опыт можно поставить с использованием электростатической машины. Но здесь есть одна особенность. Если цилиндр изготовлен из стекла, то со временем его поверхность из-за загрязнений становится слабоэлектропроводной, и при работающей машине электрические заряды идут не через искровой зазор, а по поверхности стекла. При этом искра не образуется, а машина как-будто бы не заряжается. И еще - образование искры, а следовательно, и взрыв горючей смеси при использовании электростатической машины происходит неожиданно для учителя. Поэтому целесообразно воспользоваться следующим приемом. Один из электродов соединяют с борном электростатической машины, а второй электрод гибким проводом соединяют с шариком на изолирующей ручке. Борны электростатической машины раздвигают и, вращая ручку машины, заряжают лейденские банки. Если теперь поднести шарик с проводом от второго электрода к свободному борну машины, то между шариком и борном возникает искра. Одновременно искра появляется и между электродами в цилиндре, поджигая горючую смесь.

Таким образом, взрыв горючей смеси производится учителем в нужный для него момент.