- •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
1. Скоростные характеристики двигателя: определение, цель и условия получения, анализ, влияние типа двигателя.
Скоростные характеристики.
Скоростные характеристики двигателя - это графические зависимости основных эффективных показателей его работы - мощности , крутящего момента , часового и удельного расходов топлива и др. - от частоты вращения коленчатого вала при постоянном положении дроссельной заслонки (или рейки топливного насоса) и установившемся тепловом состоянии.
Скоростные характеристики могут быть получены при различных, но постоянных для каждой характеристики положениях дроссельной заслонки или рейки топливного насоса. Скоростная характеристика, полученная при полностью открытой дроссельной заслонке или полной подаче топлива (рейка топливного насоса отведена до упора), называется внешней скоростной характеристикой. По ней определяются наибольшие мощности, которые можно получить от данного двигателя при различных частотах вращения коленчатого вала. Характеристики, полученные при неполностью открытой дроссельной заслонке (неполной подаче топлива), называются частичными.
На скоростной характеристике различают следующие характерные частоты вращения коленчатого вала:
- минимальная частота вращения, при которой возможна устойчивая работа двигателя при полном открытии дросселя;
- частота вращения, соответствующая наибольшему крутящему моменту и наибольшему среднему давлению;
- частота вращения, соответствующая наибольшей мощности двигателя;
- наибольшая возможная частота вращения коленчатого вала, устанавливаемая ограничителем или регулятором.
Поскольку дизели, как правило, работают при нагрузках, близких к максимальной, регулятор частоты вращения коленчатого вала настраивается так, чтобы наибольшая частота вращения не превышала той, которая соответствует наибольшей возможной эффективной мощности по внешней скоростной характеристике .
Карбюраторные автомобильные двигатели в основном работают с некоторой недогрузкой по мощности и, чтобы лучше использовать скоростные возможности двигателя, ограничитель максимальной частоты вращения настраивается так, чтобы она превышала примерно на 20 % частоту вращения коленчатого вала, соответствующую наибольшей мощности двигателя по внешней скоростной характеристике . Практически автомобильный карбюраторный двигатель работает в интервале частот и . Именно в этом интервале производится переключение передач и имеет место минимальный удельный расход топлива.
Из приведенных скоростных характеристик видно, что кривая мощности имеет максимум. Мощность достигает максимума, когда влияние повышения частоты вращения коленчатого вала (частоты циклов) на увеличение мощности полностью компенсируется уменьшением среднего эффективного давления . С повышением частоты вращения коленчатого вала уменьшается за счет ухудшения процесса наполнения и возрастания механических потерь.
Максимальные крутящий момент и мощность двигателя имеют место при различных частотах вращения коленчатого вала. Отношение частоты вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте к частоте вращения при максимальной мощности обычно составляет 0,4-0,7 (большие значения - для дизелей). Уменьшение крутящего момента после достижения максимума при увеличении частоты вращения существенно влияет на устойчивость скоростного режима работы двигателя. Как видно при работе двигателя с максимальной мощностью развиваемый крутящий момент значительно меньше максимального. Следовательно, двигатель имеет потенциальный запас крутящего момента, равный разности максимального момента двигателя и момента сопротивления на данном скоростном режиме.
Рис. 35. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя.
Устойчивость скоростного режима работы двигателя за счет потенциального запаса крутящего момента оценивается с помощью коэффициента приспособляемости - отношения максимального крутящего момента к крутящему моменту при номинальном режиме: . В карбюраторных двигателях , а в дизелях - 1,05-1,15.
Рис. 36Внешняя скоростная характеристика дизеля.
Коэффициент приспособляемости характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки без переключения передач. Для этой же цели в ГОСТ 14846-69 введено понятие запаса крутящего момента (%), который подсчитывается по формуле .
Графики часового и удельного расходов топлива приводятся на скоростной характеристике для оценки экономичности двигателя при работе на различных скоростных режимах.
Часовой расход топлива при постоянном положении дросселя зависит главным образом от частоты вращения коленчатого вала, а также от коэффициента наполнения. Поэтому по мере повышения частоты вращения часовой расход топлива растет сначала почти прямо пропорционально, затем начинает сказываться влияние коэффициента наполнения, и темп роста часового расхода снижается.
График эффективного удельного расхода топлива на скоростной характеристике имеет почти такой же вид, как и график индикаторного удельного расхода, анализ которого сделан ранее. Отличием графика эффективного удельного расхода от индикаторного является более крутой подъем его после точки минимума, что объясняется увеличением механических потерь в двигателе.