- •5.2.1 Параметры состояния рабочего тела и законы идеальных газов
- •1 Краткая история создания поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •2 Классификация двс
- •3 Требования к двигателям
- •4 Параметры и оценочные показатели двигателей
- •1) За счёт увеличения n посредством выбора соответствующих фаз газораспределения и настроек топливной аппаратуры;
- •2) За счёт увеличения mn посредством повышения цикловых подач топлива gт и воздуха gв;
- •3) Комбинация первых двух способов.
- •Теория двс
- •Основные понятия термодинамики
- •1) Совершение работы;
- •2) Теплообмен.
- •5.2 Параметры состояния рабочего тела и законы идеальных газов
- •5.2.1 Параметры состояния рабочего тела и законы идеальных газов
- •5.2.3 Первый закон термодинамики
- •5.2.4. Термодинамические процессы в идеальных газах
- •3. Связь между параметрами изотермического процесса определяется законом Бойля — Мариотта
- •6. Рабочие циклы двс
- •7 Теоретические термодинамические циклы
- •7.1. Цикл с подводом теплоты при постоянном объёме
- •7.2. Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении
- •7.4. Циклы двигателей с турбонаддувом
- •Тема № 8. Топливо для двигателей самоходных машин
- •8.1 Структура топлива нефтяного происхождения
- •8.2 Требования к моторному топливу и его показатели оценки
- •1) Моторным (такой бензин обозначается буквой а с числом, которое показывает октановое число, то есть процентное содержание изооктана в смеси с гептаном эквивалентной данному бензину, например, а-76);
- •2) Исследовательским (обозначается двумя буквами аи, например, аи-93).
- •Тема № 9 Основы теории горения
- •9.1 Основные параметры горения топлива
- •0,78 И 0,21 - относительное объёмное содержание азота и кислорода в воздухе.
- •9.2 Виды горения
- •1) Диффузионно-цепной;
- •2) Тепловой.
- •1) Диффузионное горение несмешанных газов, где скорость горения в основном определяется скоростью перемешивания молекул топлива и окислителя;
- •2) Горение капель жидкого топлива, где началу горения предшествует испарение топлива и диффузионное перемешивание;
- •3) Горение твёрдого топлива, где процессу горения предшествует газификация (возгонка) топлива и его последующее перемешивание с окислителем.
- •9.3 Основы химической кинетики
- •9.4 Цепные химические реакции
- •9.5 Горение в дизелях
- •9.5.4 Горение в двигателях с принудительным воспламенением
- •Тема № 10. Токсичность двс
- •Тема № 11. Регулирование и характеристики двигателей самоходных машин
- •Путём изменения количества работающих цилиндров I;
- •Изменяя угловую скорость коленчатого вала д;
- •За счёт изменения среднего эффективного давления pe.
- •1) Количественное;
- •2) Качественное.
- •Нагрузочные, когда аргументом является среднее эффективное давление pe или мощность Nд;
- •Регулировочные, когда в качестве аргумента используется какой-либо регулируемый параметр, например, угол опережения зажигания н.
- •1) С всережимным регулятором двигателя врд (рис. 11.3,а);
- •2) С двухрежимным регулятором 2рд (рис. 11.3,б);
- •3) С многорежимным регулятором (рис. 11.3,в), в частности двигатель постоянной мощности (дпм).
- •Тема № 13. Термодинамический расчёт двс
- •Тема № 14. Кинематика и динамика кшм
- •Тема № 15. Кинематика и динамика грм
- •Тема № 16. Уравновешивание двигателей
- •Тема №17. Перспективы развития двигателей самоходных машин
скоростные, когда аргументом является частота вращения коленчатого вала nд или его угловая скорость д, а функциями - крутящий момент на коленчатом валу Mд, мощность Nд, часовой расход топлива Gт и другие;
Нагрузочные, когда аргументом является среднее эффективное давление pe или мощность Nд;
Регулировочные, когда в качестве аргумента используется какой-либо регулируемый параметр, например, угол опережения зажигания н.
Если скоростная характеристика, например, Mд = f (д) определяется при максимальном нажатии на рычаг управления подачей топлива (д = 1) и неработающем регуляторе цикловой подачи топлива, то такую характеристику называют внешней.
При количественном регулировании ДВС его внешние скоростные характеристики имеют вид, как на рис. 11.1.
Если же скоростные характеристики получают при работе регулятора и д = 1, то их называют предельными регуляторными. В противном случае характеристика называется частичной.
Для оценки моторов наиболее широко используют внешние скоростные характеристики. Характерными точками данных графиков являются (см. рис. 11.1): минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала на холостом ходу х.хmin; максимальная угловая скорость коленчатого вала на холостом ходу х.хmax; угловая скорость коленчатого вала M, при которой достигается максимальный крутящий момент Mmax; номинальная угловая скорость коленчатого вала N , то есть угловая скорость при номинальных мощности Nн и моменте MN ; угловая скорость коленчатого вала g, при которой имеет место минимальный удельный расход топлива gemin.
Холостым ходом называется режим работы, когда двигатель отключён от потребителей и работает сам на себя. При этом угловая скорость коленчатого вала в зависимости от положения рычага управления подачей топлива (д) может быть в диапазоне от х.хmin до х.хmax. При д меньшей х.хmin поршневой ДВС работать не может, так как не хватает кинетической энергии его КШМ для осуществления подготовительных тактов: впуска, сжатия и выпуска. При д большей х.хmax он также работать не может, так как из-за газодинамических потерь на впуске наполнение его цилиндров становится настолько малым, что вырабатываемой при горении топлива энергии не хватает для осуществления рабочего цикла. Значения х.хmin и х.хmax определяются конструкцией двигателя и в первую очередь фазами газораспределения, количеством цилиндров и моментом инерции КШМ.
Выпуклый вверх вид характеристики Mд объясняется изменением наполнения цилиндров, во-первых, за счёт роста газодинамических потерь при увеличении д и, во-вторых, за счёт уменьшения инерционного наддува при д ниже M , когда происходит обратный выброс из цилиндра части заряда (в случае нерегулируемых фаз газораспределения). То есть только в одной точке характеристики (при M) имеет место наибольшее наполнение цилиндров свежим зарядом, а значит, и максимальные pz, pe и Mд.
Так как мощность во вращательном движении определяется элементарной зависимостью N = M , и при угловой скорости двигателя в диапазоне от M до N наполнение цилиндров уменьшается в меньшей степени, чем увеличение д , то максимальное значение мощности Nн на скоростной характеристике всегда находится правее Mmax.
В диапазоне M ... х.хmax двигатель способен приспосабливаться к изменению нагрузки потребителей M, то есть при увеличении этого момента сопротивления и д = const угловая скорость коленчатого вала уменьшается, но возрастает крутящий момент Mд и наоборот. Если же M превысит максимальный момент двигателя Mmax, то мотор остановится. Ввиду того, что при увеличении д выше N мощность поршневого ДВС довольно быстро уменьшается, для оценки способности мотора приспосабливаться к внешней нагрузке используется только диапазон M ... N и применяют коэффициент запаса крутящего момента, определяемый отношением kM = Mmax / MN.
Следует отметить, что характеристика часового расхода топлива Gт эквидистантна характеристике мощности, но при х.хmin Gт не равен нулю, а составляет примерно 10 ... 15 % от номинального часового расхода топлива. При х.хmax Gт составляет примерно 20 ... 25 % от номинального. Точка g на скоростной характеристике, как правило, находится между M и N.
Частичные характеристики при количественном регулировании имеют такой же характер, как и внешние, но располагаются ниже (для Mд , Nд , Gт) со смещением экстремумов влево. При минимальном положении акселератора (д = 0) характеристики превращаются в точку, расположенную в х.хmin.
На рис. 11.2 показаны частичные характеристики крутящего момента при разном положении рычага подачи топлива (д).
При качественном регулировании ДВС в зависимости от применяемого регулятора цикловой подачи характеристики делят на: