- •Введение к электронному курсу.
- •1. Определение и краткая характеристика основных механизмов и систем s / двс (кшм, грм, системы топлива подачи, смазки, охлаждения)
- •2. Основные термины: диаметр цилиндра; ход поршня; радиус кривошипа; у объем камеры сгорания; полный и рабочий объем; литраж двигателя; степень сжатия; рабочая смесь; такт; четырех- и двухтактный цикл
- •3.Классификационные признаки автомобильных поршневых двигателей.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 2 Компоновочные схемы поршневых двс (пд). Введение
- •1.Общие требования, предъявляемые к пд при выборе компоновки.
- •2. Рядные, V-образные, w-образные, X-образные, звездообразные компоновочные системы: краткая характеристика, преимущества, недостатки, применение
- •3. Особенности компоновки автотракторных поршневых двигателей (пд).
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 3 Конструкция и расчет деталей и систем Введение
- •1.Общие сведения о качествах конструкций
- •2. Нагруженность деталей двигателя и расчетные режимы
- •3. Циклическая прочности
- •4. Жесткость конструкции
- •5. Удельное давление и износ деталей
- •6. Оценка напряженного состояния деталей д. В. С. И прогнозирование запасов прочности.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 4. Термодинамические циклы поршневых двс Введение
- •1.Общие положения
- •2.Цикл со смешенным подводом теплоты
- •3.Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме
- •4.Сравнение термодинамических циклов: а) при одинаковых s и q; б) при одинаковых максимальных Ттр7 и одинаковых минимальных Тара
- •5. Термодинамические циклы пд с наддувом
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 5 Действительные циклы и их индикаторные диаграммы. Введение
- •1.Условия реализации термодинамических циклов в двс
- •2. Действительные циклы пд и их основные отличия от теоретических
- •3.Индикаторные диаграммы четырех- и двухтактного цикла
- •Лекция 6 Процессы действительных циклов и их характеристика. Введение
- •1. Процесс наполнения и его параметры.
- •2. Процесс сжатия и его параметры.
- •3. Процесс сгорания в двигателе с принудительным воспламенением и факторы его определяюшие.
- •4. Фазы процесса сгорания в двигателях с самовоспламенения и факторы его определяющие.
- •5. Виды нарушений процесса сгорания и факторы их определяющие.
- •6. Процесс расширения и его параметры.
- •7. Процесс выпуска и его параметры.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 7 Эффективные и оценочные показатели двигателя. Введение
- •Показатели, характеризующие степень совершенства преобразования энергии топлива в индикаторную работу.
- •2. Механические потери и их показатели.
- •3.Эффективные показатели и их взаимосвязь с индикаторами.
- •4. Влияние различных факторов на эффективные показатели.
- •5. Показатели напряженности конструкции, степени форсирования, массогабарттные.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 8
- •Введение
- •1. Скоростные характеристики двигателя: определение, цель и условия получения, анализ, влияние типа двигателя.
- •2. Нагрузочные характеристики двигателя: определение, цель и условия получения, анализ, влияние типа двигателя.
- •3.Регулировочные характеристики: определение, цель и условия получения, анализ.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 9. Мощностные, экономические и экологические показатели работы двигателей, причины их изменения. Введение
- •1. Мощностные показатели: влияние различных факторов и способы повышения индикаторной, эффективной и литровой мощности.
- •2. Экономические параметры: влияния различных факторов и способы снижения удельного индикаторного и эффективного расходов топлива.
- •3.Экологические показатели: влияние состава смеси, нагузки, скоросного и температурного режимов, технического состояния.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 10 Силовые и термические нагрузки на детали двигателя. Введение
- •1. Силы и моменты нагружающие детали кшм
- •2.Температурные напряжения и деформации
- •3. Температурное состояние деталей цилиндропоршневой группы
- •1. Силы и моменты нагружающие детали кшм
- •2.Температурные напряжения и деформации
- •3. Температурное состояние деталей цилиндропоршневой группы
- •4. Тепловые нагрузки на детали двигателя и их тепловая напряженность
- •1. Общие предпосылки к выбору типа двигателя и его компоновки
- •2.Выбор отношения хода поршня к диаметру цилиндра и радиуса кривошипа к длине шатуна.
- •3 Предпосылки к выбору двигателя с учетом эксплуатационно-технических показателей мощности, типа системы охлаждения
- •Контрольные вопросы:
- •Чем ограничивается максимальное значение в пд с искровым зажиганием?
- •Чем ограничивается максимальное значение в пд с самовоспламенением?
- •В чем состоят преимущества и недостатки пд с разными отношениями ?
- •Лекция 12.
- •Введение
- •1.Основные показатели и условия эксплуатации поршневых двигателей.
- •2. Эксплуатационные требования к двигателю.
- •3.Требования к системам охлаждения ,смазки, топливоподачи.
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция 13 Модернизация двс для применения альтернативных видов топлива.
- •1. Возможные заменители нефтяных топлив на автомобильном транспорте.
- •Эффективность мероприятий по переводу двс на газовое топливо.
- •Применение генераторов конверсии.
- •Использование синтетических топлив в двс.
- •Особенности применение в двигателе.
- •Работа двигателя на водородном топливе.
- •Контрольные вопросы:
- •Список литературы
2. Процесс сжатия и его параметры.
Процесс сжатия в двигателях внутреннего сгорания служит:
для расширения диапазона температуры, в котором протекает рабочий процесс. Чем больше температурный перепад замкнутого цикла, тем выше его термический к. п. д.;
для получения максимально допустимой в реальных условиях степени сжатия. Чем больше степень сжатия, тем больше степень расширения и, следовательно, больше полезная работа цикла, а значит, и двигателя;
для создания лучших термодинамических условий сгорания рабочей смеси.
Наиболее типичными теоретическими процессами сжатия являются адиабатический и изотермический . Адиабатическое сжатие возможно лишь при идеальных теплофизических свойствах материалов поршня, цилиндра и головки, изотермическое - при достаточно интенсивном охлаждении стенок цилиндра, обеспечивающем постоянство температуры сжимаемых газов в течение всего процесса сжатия.
Рис.22.Сравнительная диаграмма процесса сжатия и графики показателей политропы и адиабаты.
Так как в целом за такт сжатия количество теплоты, отводимой от смеси, больше притока теплоты, среднее значение показателя политропы меньше показателя адиабаты.
На средний показатель политропы сжатия влияют и эксплуатационные факторы: нагрузка и частота вращения коленчатого вала двигателя, интенсивность охлаждения и др. Так, с увеличением частоты вращения коленчатого вала сокращается продолжительность теплообмена газа с окружающими деталями и уменьшаются утечки газов (увеличивается ). По мере уменьшения нагрузки двигателя, т. е. при дросселировании (на постоянной частоте вращения) уменьшается количество поступающей в цилиндр горючей смеси, а площадь ее поверхности теплообмена со стенками остается неизменной. В результате смесь сильнее охлаждается, и действительный процесс сжатия приближается по характеру к изотермическому ( уменьшается). При увеличении средней температуры газов в процессе сжатия усиливается и их теплообмен с окружающими стенками, следовательно, показатель уменьшается. Подобные явления наблюдаются при увеличении интенсивности охлаждения двигателя.
Вихревое движение смеси в камере сгорания уменьшает так как усиливается теплообмен между газом и стенками.
Двигатели с разделенными камерами сгорания имеют меньший , что объясняется увеличенным теплоотводом от смеси вследствие большей площади поверхности теплообмена, а также потерей энергии газов на перетекание из основной камеры в дополнительную.
Увеличение степени сжатия сопровождается повышением термодинамических параметров рабочей смеси и приводит к росту термического к. п. д. двигателя. Для карбюраторных двигателей , для дизелей .
В карбюраторных двигателях увеличение степени сжатия ограничивается такими температурой и давлением рабочей смеси, при которых могут возникать преждевременные вспышки и детонация. Температура рабочей смеси в конце такта сжатия должна быть ниже температуры самовоспламенения топлива. В дизелях же температура воздуха в конце процесса сжатия должна быть на 200—300 К выше температуры самовоспламенения топлива, чтобы при любых условиях работы и особенно при пуске обеспечивалось самовоспламенение топлива.
Давление и температура в конце процесса сжатия.
Давление рабочей смеси при сжатии непрерывно изменяется и определяется с помощью уравнения политропы . Уравнение политропы для начала и конца процесса сжатия имеет вид
,
откуда
.
Давление в конце процесса сжатия зависит главным образом от степени сжатия и для существующих автомобильных двигателей обычно составляет: для карбюраторных двигателей МПа, для дизелей (без наддува) - 3,0—5,5 МПа.
Температура рабочей смеси в конце процесса сжатия определяется на основании уравнения состояния газов, записанного для начала и конца сжатия:
;
.
.
Обычно температура рабочей смеси в конце процесса сжатия в карбюраторных двигателях К, а в дизелях – 750-900 К.