- •1.Возможные альтернативные топлива для автотракторных двигателей.
- •2.Место двс в с.Х. Энергетике.
- •3.Каковы затраты энергии для производства продукций растениеводства.
- •4.Что из себя представляет коэффициент эластичности энергопотребления и чему он равен в растениеводстве и животноводстве.
- •5.Основные пути экономии топлива в с.Х. Производстве.
- •6.Перечислите основные конструкционные размеры кшм и объемы цилиндра.
- •7.Литраж двигателя и как учитывается при маркировке легковых автомобилей.
- •8.Схема и индикаторная диаграмма 2х тактного ДиСз с кривошипно – камерным распределением.
- •9.Схема и индикаторная диаграмма 4х тактного двигателя.
- •10. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Отто.
- •11. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Дизеля.
- •12. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Тринклера - Сабатэ.
- •13.Методика снятия индикаторной диаграммы с использованием механического индикатора.
- •14.Датчики, используемые при снятии индикаторных диаграмм автотракторных двигателей.
- •15.Мощность двс. Что она из себя представляет и в каких единицах измеряется.
- •16.Почему при проектировании двигателей стараются увеличить их обороты и снизить коэффициент короткоходности.
- •21.3 Определение основных размеров двигателя (d и s)
- •17.Что из себя представляет удельный расход топлива и каковы достигнутые его значения.
- •18.Как доказать, что к.П.Д. Дизелей больше чем у ДсИз.
- •19.Состав топлив, воздуха и выхлопных газов.
- •20.Что из себя представляет коэффициент избытка воздуха и почему он у дизелей больше чем у ДсИз.
- •21 Что из себя представляет теоретически необходимое количество воздуха.
- •22 Выведите аналитическое выражение для определения теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1 кг топлива.
- •23. Что из себя представляют высшая и низшая теплота сгорания топлива?
- •24 Теплота сгорания топлива и смеси
- •25 Чем объяснить, что при сгорании топлива число молей газа возрастает?
- •26. Чем отличаются объемные и мольные теплоемкости воздуха?
- •27. Как определить теплоемкости газа – объемные, мольные, при постоянном объеме, при постоянном давлении?
- •28. Чем объяснить, что при увеличении коэффициента наполнения цилиндра мощность двигателя возрастает?
- •29. Выведите аналитического выражения для определения коэффициента наполнения.
- •30. Что из себя представляет круговые диаграммы фаз газораспределения двигателя?
- •31 Начертите индикаторную диаграмму процесса наполнения 4х тактного двигателя
- •32. Начертите индикаторную диаграмму двухтактного двигателя и круговую диаграмму его фаз газораспределения.
- •33 Температура и давление смеси в конце наполнения
- •34-36 Физическая сущность наддува
- •Возможные схемы наддува
- •Температура и давление воздуха после турбокомпрессора
- •37 Анализ процесса сжатия с использованием его индикаторной диаграммы
- •38 Состояние газа в конце сжатия
- •39. Что из себя представляет свернутая и развернутая индикаторные диаграммы. Как с использованием развернутой индикаторной диаграммы определить жесткость процесса сгорания.
- •40 Почему воспламенение ДсИз наз-ют точечным высокотемпературным?
- •41 Почему воспламенение в дизелях наз-ют многоточечным низкотемпературным?
- •44 Что из себя представляет детонационное сгорание и почему его нельзя допускать?
- •Отрицательные последствия детонационного сгорания
- •45 Перечислите конструктивные факторы снижения детонационного сгорания.
- •46 Эксплуатационные факторы
- •47 Как работает двигатель с факельным зажиганием?
- •48. Как в дизелях камеры сгорания влияют на жесткость процесса сгорания?
- •49 Как происходит смесеобразование в цниди
- •50 Тороидальная
- •53. Что такое вихревое число и чему он равен при различных камерах сгорания?
- •57 Чем индикаторные диаграммы процесса расширения дизелей отличаются от ДсИз?
- •58 Какими методами можно определить усредненный показатель политропы расширения?
- •60 Как с использованием температуры сгорания найти состояние газа в конце сгорания? Температура газов в конце сгорания
- •61 Как найти температуру в конце сгорания?
- •62 Как найти состояние газа в конце расширения?
- •64 Какими параметрами характеризуется тепловая, механическая и комплексная показатели степени форсированности двигателя?
- •65 Начертите индикаторную диаграмму процесса выхлопа 4х тактного двигателя.
- •13.1 Индикаторные диаграммы процессов выхлопа четырех- и двухтактных двс
- •66 Что из себя представляет среднее индикаторное давление и как можно определить его величину графически?
- •15.1 Среднее индикаторное давление. Методы его определения
- •67 Что из себя представляет среднее индикаторное давление и как можно определить его величину аналитически?
- •72. Какими методами можно найти мощность механических потерь?
- •73. Что из себя представляет механический к.П.Д и как найти его величину?
- •74. Как используя механический к.П.Д. Найти эффективные показатели работы двигателя?
- •75. Какие пять к.П.Д. Характеризуют двс? Найдите связь между ними.
- •76. Выведите аналитическое выражение для определения индикаторного к.П.Д.
- •77. Что из себя представляет тепловой баланс двигателя и как вычислить его составляющие?
- •81 Перечислите и охарактеризуйте 3 периода процесса сгорания в ДсИз
- •82 Что из себя представляет фактор динамичности цикла топливоподачи в дизелях.
19.Состав топлив, воздуха и выхлопных газов.
Рабочая смесь – смесь топлива, воздуха и остаточных газов.
Процесс образования рабочей смеси представляет совокупность процессов распыливания топлива и его перемешивания с поступившим в цилиндр двигателя свежим воздухом и газами, оставшимися в нем от предыдущего цикла.
Процессы смесеобразования и сгорания схематически изображены на схеме (рисунок 1). Они частично перекрывают друг друга, т.е. резкой границы между ними нет.
Рисунок 1 Схематическое изображение процессов смесеобразования и сгорания
В автотракторных ДВС могут применяться следующие способы образования рабочей смеси:
- внешний (ДсИЗ);
- внутренний (дизели и ДсИЗ с впрыском бензина в цилиндр);
- комбинированный (дизели с двухфазной топливоподачей и др.).
Способ смесеобразования во многом определяет протекание процесса сгорания топлива. Вместе с тем следует отметить, что основные химические реакции не зависят от способа смесеобразования.
Топливо состоит в основном из углерода (С), водорода (Н2) и кислорода. В 1 кг дизельного топлива примерно содержится: углерода - 0,87 кг, водорода - 0,126 кг, кислорода - 0,004 кг. Общую формулу молекул топлива можно записать в виде СпH2п+2.
Если для общности рассуждений принять, что в одном кг топлива содержится У кг углерода, В кг водорода и К кг кислорода, то можно записать:
У + В + К = 1 кг
Процесс сгорания топлива – это процесс окисления его составных элементов (углерод и водород) кислородом.
Горение углерода: С + О2 = СО2,
т.е. для сгорания 1 кг – атома С требуется 1 кмоль О2.
Справка: Кмоль (или килограмм-молекула) газа – количество кг газа, численно равное молекулярной массе газа. Например, масса одного кмоля кислорода – 32 кг, водорода - 2 кг.
Из уравнения также видно, что из 1 кмоля О2 образуется 1 кмоль СО2. Отметим, что согласно закону Авогадро, 1 кмоль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем. Следовательно, при горении углерода объем газа до сгорания оказывается равным объему газа после сгорания (объемом углерода, входящего в состав жидкого топлива пренебрегаем).
Заметим, что при недостатке кислорода углерод сгорает не полностью, образуя окись углерода СО (угарный газ).
Учтя, что 1 кг-атом углерода равен 12 кг, составим пропорцию:
на 12 кг С требуется 1 кмоль О2;
на У кг С (содержащиеся в 1 кг топлива) требуется Х кмоль О2.
Отсюда получаем, что для полного сгорания углерода 1 кг топлива требуется Х=У/12 кмолей О2
Горение водорода: 2Н2 + О2 = 2Н2О
Для водорода 1 кмоль = 2 кг.
Составив ту же пропорцию:
на 4 кг Н2 требуется 1 кмоль О2;
на В кг Н2 требуется Z кмоль О2,
получим: кмолей О2, т.е для сгорания водорода требуется В/4 кмолей кислорода.
Из уравнения сгорания водорода также следует, что при сгорании водорода при затрате 1 кмоль О2 образуется 2 кмоля паров воды, т.е. число молей газов возрастает в 2 раза. Следовательно, объем увеличивается в 2 раза (объемом водорода в объеме топлива пренебрегаем). Это означает, кроме всего проче
го, и то, что при использовании в качестве топлива водорода, если бы даже тепло не выделялось, давление все равно бы поднималось и работа совершалась (из-за увеличения объема газа).
Общее количество кислорода, необходимого для полного сгорания одного кг топлива, получим сложив количества кислорода на сгорание углерода и водорода и вычтя кислород, находящийся в самом топливе (К/32) и вступающий затем в реакции окисления.
Для полного сгорания 1 кг топлива потребуется кислорода (кмолей):
, (1)
где: - число кмолей кислорода, содержащегося в 1 кг самого топлива.
Справка: В настоящее время во всем мире на сжигание добываемого топлива расходуется ежегодно 6 млрд. тонн кислорода. На дыхание затрачивается 700 млн тонн.
=28,95Lo, кг воздуха/кг топлива.
Для среднего содержания элементов топлива (У=0,87 кг, В=0,126 кг и К=0,004 кг) находим:
В пересчете на нормальные условия (760 мм рт.ст. и 0С) такое количество занимает объем:
, м3 воздуха/кг топлива.
1 кмоль воздуха содержит 0,21 кмоля О2 (закон Авогадро).
Составим пропорцию для определения количества кмолей воздуха (Lo), необходимого для полного сжигания 1 кг топлива:
в 1 кмоле воздуха - 0,21 кмоля О2;
в Lo кмоле воздуха - K’ кмоля О2.
Отсюда получаем Lo (в кмоль воздуха на 1 кг топлива):
, (2)
Учитывая, что для воздуха: 1 кмоль 28,95 кг, можно вычислить и массу воздуха, необходимую для обеспечения полного сгорания 1 кг топлива ():