А.С. Березин Транспортные средства. Методические указания для студентов специальности 150200 - Автомобили, автомобильное хозяйство

10

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Как расходуется теплота, выделяющаяся при сгорании топливовоздушной смеси?

2.Что представляет собой коэффициент активного тепловыделе-

ния?

3.Какие допущения используют при выполнении термодинамического расчета?

4.Назовите численные значения коэффициента использования теплоты для различных типов двигателей.

2.1.12. Процессы расширения и выпуска

Рассматривая процесс расширения, необходимо изучить особенности процесса расширения в действительном цикле, основные показатели процесса и влияние основных конструктивных и эксплуатационных факторов на величину показателя политропы расширения. Кроме того, необходимо уметь выполнить термодинамический расчет давления и температуры рабочего тела в конце процесса расширения.

Литература: [1, с. 136-140; 2, с. 133-138; 4, с. 65-72, 155-163; 7, с. 172-176; 15].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Укажите на индикаторной диаграмме характерные точки процесса расширения.

2.Представьте аналитические зависимости показателей процесса расширения.

3.Какое влияние оказывают эксплуатационные факторы на показатели процесса расширения?

4.Покажите на индикаторной диаграмме период предварения выпуска и основного выпуска. С какой целью осуществляется предварение выпуска?

2.2.Показатели рабочего цикла и двигателя

2.2.1. Индикаторные показатели цикла

Необходимо рассмотреть аналитические выражения среднего индикаторного давления двигателей с воспламенением от искры и дизе-

11

лей. Кроме того, необходимо изучить такие показатели, как: индикаторная мощность, индикаторный коэффициент полезного действия, удельный индикаторный расход топлива. Особое внимание следует обратить на связь между основными параметрами рабочего тела цикла.

Литература: [1, с. 144-152, с. 156-188; 2, с. 138-143; 4, с. 164-175; 7, с. 176-193; 14; 15].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Проведите индикаторную диаграмму четырехтактного карбюраторного двигателя и укажите характерные точки процессов впуска сжатия, сгорания, расширения и выпуска.

2.Перечислите факторы, влияющие на индикаторные показатели

цикла.

3.Приведите аналитические выражения индикаторных показателей двигателя.

4.Каким образом изменяется величина среднего индикаторного давления при полной нагрузке и разных числах оборотов коленчатого вала?

5.Что называется индикаторной мощностью? Как она определя-

ется?

6.Как определяется удельный индикаторный расход топлива? Каков характер его изменения в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала?

7.Назовите значения удельного индикаторного расхода топлива для различных двигателей.

2.2.2. Механические потери двигателя

Рассматриваются механические потери двигателя и факторы, влияющие на величину механических потерь, необходимо рассмотреть составляющие механических потерь.

Особое внимание следует уделить изучению влияния режимов работы и технического состояния двигателя на величину механических потерь.

Литература: [1, с. 152-154, с. 182-188; 2, c. 146-150; 4, с. 182-185; 7, с. 193-197; 14; 15].

12

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Укажите составляющие механических потерь двигателя, их процентное соотношение.

2.Какие существуют способы определения механических потерь?

3.Как будут изменяться величины механических потерь с изменением температуры охлаждения жидкости при увеличении числа оборотов коленчатого вала?

4.Что представляет собой механический КПД? Каковы его значения для различных типов двигателей?

5.Что такое мощность механических потерь двигателя?

6.Каков характер изменения механического КПД в зависимости от нагрузки?

2.2.3. Эффективные и оценочные показатели двигателя

При изучении данной темы необходимо рассмотреть такие показатели двигателя, как: эффективная мощность и крутящий момент, среднее эффективное давление, удельный эффективный расход топлива. Необходимо знать их аналитические выражения и численные значения для различных двигателей.

Кроме того, необходимо рассмотреть и такие показатели, как механический и эффективный КПД и влияние на их величину режима работы и технического состояния двигателя.

Требуется знать также оценочные показатели двигателя; литровая мощность, литровая и удельная масса двигателя, их зависимость от степени форсирования типа и конструкции двигателей.

Литература: [1, с. 152-155, с. 188-192; 2, с. 150-187; 4, с. 176-202; 7, с. 197-202; 14; 15].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Что называется эффективной мощностью? Как она определяет-

ся?

2.Назовите составляющие мощности, затрачиваемой на механические потери.

3.Как определяется удельный эффективный расход топлива? Каковы его значения для различных двигателей?

13

4.Какие параметры влияют на эффективную мощность двигателя? Каков характер изменения этих параметров в зависимости от частоты вращения?

5.За счет каких параметров обеспечивается наилучшая экономичность цикла?

6.Поясните характер изменения эффективной мощности, состава смеси, удельного расхода топлива и механического КПД в зависимости от нагрузки.

2.2.4.Внешний тепловой баланс

Необходимо рассмотреть уравнение теплового баланса двигателя, составляющие теплового баланса и их зависимости от режимов работы двигателя, состава смеси.

Литература: [1, с. 227-234; 2, с. 189-196; 4, с. 302-320; 7, с. 202211; 14; 15].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Каковы составляющие теплового баланса? Их аналитические выражения?

2.Каким образом изменяются составляющие теплового баланса при разных числах оборотов?

3.Изменяются ли тепловые потери двигателя при разных степенях сжатия?

4.Каковы особенности теплового баланса дизеля?

5.Какие существуют различия во внешнем тепловом балансе карбюраторного двигателя и дизеля?

6.Чем определяется количество теплоты, теряемой вследствие химической неполноты сгорания топлива?

7.Что называется внешним тепловым балансом?

2.2.5. Токсичность автомобильных двигателей

Необходимо рассмотреть природу образования токсичных компонентов в продуктах сгорания, состав продуктов сгорания и влияние основных конструктивных и эксплуатационных факторов на токсичность отработавших газов двигателей с воспламенением от искры.

Особое внимание следует обратить на основные способы снижения токсичности отработавших газов бензиновых двигателей путем со-

14

вершенствования рабочих процессов, применения рециркуляции отработавших газов и нейтрализаторов.

Кроме того, следует рассмотреть токсичность и дымность отработавших газов дизелей, а также характер влияния эксплуатационных регулировок и технического состояния дизеля на токсичность отработавших газов.

Литература: [1, с. 44-46, 140-143, 156-168, 201; 2, с. 84-88; 4, с. 141-149; 7, с. 272-289; 14; 15].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Назовите состав продуктов сгорания при неполном сгорании топлива.

2.Каковы причины образования токсичных компонентов в продуктах сгорания?

3.Каков характер изменения содержания токсичных компонентов

впродуктах сгорания для различного состава смеси?

4.Назовите предельные нормы содержания токсичных компонентов в продуктах сгорания.

5.Какие известны способы снижения содержания токсичных компонентов в отработавших газах? Их преимущества и недостатки.

6.Оказывают ли влияние на содержание токсичных компонентов эксплуатационные факторы?

2.3.Системы питания и наддува

2.3.1.Системы питания карбюраторных двигателей

При рассмотрении этой темы необходимо изучить физические основы процесса карбюрации: распыление топлива, его испарение и перемешивание топлива с воздухом; необходимо знать характеристики идеального карбюратора: скоростную и нагрузочную, регулировочную характеристику по составу смеси.

Кроме того, необходимо изучить рабочий процесс элементарного карбюратора, течение воздуха по впускному тракту, истечение топлива из жиклера. Требуется знать характеристики элементарного карбюратора.

Изучая этот раздел, необходимо подробно изучить работу системы холостого хода, экономайзера, насоса-ускорителя и дополнитель-

15

ных систем карбюратора, дозирующих топливо на различных режимах работы двигателя. Преимущества и недостатки этих систем и основные неисправности, возникающие при работе.

Необходимо знать особенности работы многокамерных карбюраторов.

Литература: [1, с. 235-263; 2, с. 247-264; 6, с. 140-146; 8, с. 99-130;

14].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Перечислите факторы, влияющие на процесс приготовления горючей смеси; укажите характер их влияния.

2.Приведите на графике регулировочную характеристику двигателя по составу смеси. Поясните характер изменения основных показателей работы двигателя на различных режимах.

3.Объясните рабочий процесс элементарного карбюратора.

4.Каково назначение главной дозирующей системы? Приведите классификацию, принципиальные схемы главных дозирующих систем

иобъясните порядок их работы.

5.Каково назначение системы холостого хода? Какие существуют разновидности систем холостого хода? Приведите принципиальные схемы этих систем и объясните порядок их работы.

6.Каково назначение экономайзера и эконостата? Какие существуют разновидности этих систем?

7.Каково назначение принудительной системы холостого хода? Приведите принципиальную схему этой системы и объясните порядок ее работы.

8.Каково назначение ускорительных насосов карбюратора? Какие существуют схемы ускорительных насосов? Приведите их и объясните порядок работы.

9.Назначение пусковых устройств карбюратора. Приведите их классификацию и объясните порядок работы.

10.Назначение корректоров состава смеси и систем разбалансировки поплавковых камер карбюратора. Приведите их принципиальные схемы и объясните порядок работы.

11.Каковы особенности работы многокамерных карбюраторов?

12.Каковы особенности топливоподачи в двигателях с форкамер- но-факельным зажиганием?

16

2.3.2. Системы питания двигателей с впрыском легкого топлива

Необходимо рассмотреть преимущества систем впрыска легкого топлива (СВЛТ) по сравнению с карбюраторами, классификацию СВЛТ и их основные принципиальные схемы.

Кроме того, необходимо подробно изучить работу СВЛТ с непрерывной подачей топлива (К-Джетроник и КЕ-Джетроник) и с периодической подачей (L-Джетроник и Моно-Джетроник). Необходимо знать принципиальные отличия систем К-Джетроник, КЕ-Джетроник, L-Джетроник, Моно-Джетроник и Мотроник.

Изучая этот раздел, необходимо подробно познакомиться с принципом действия и конструктивными особенностями элементов СВЛТ: расходомерами воздуха, основными и пусковыми форсунками, основными датчиками (температуры, давления, положения дроссельной заслонки, кислорода и т.п.), блоками управления, клапанами, форсунками и регуляторами основного и управляющего давления. Изучить основные неисправности этих элементов, способы их выявления и устранения.

Литература: [5, с. 107-118; 6, с. 146-151; 7, с. 223-227; 9, с. 226-260].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Назначение, преимущества и недостатки СВЛТ по сравнению с карбюраторами.

2.Классификация СВЛТ.

3.Принцип действия и порядок работы СВЛТ с непрерывной подачей топлива. Основные отличия систем К-Джетроник и КЕ-Джетроник.

4.Принцип действия и порядок работы СВЛТ с периодической подачей топлива. Основные отличия систем L-Джетроник и МоноДжетроник.

5.Принцип действия и порядок работы золотникового управления подачей топлива.

6.Принцип действия и порядок работы плунжерных насосов подачи топлива. Особенности их конструкции по сравнению с плунжерными парами ТНВД.

7.Принцип действия и порядок работы основных и пусковых форсунок.

17

2.3.3. Системы питания газовых двигателей

Необходимо познакомиться с преимуществами и недостатками использования газового топлива для двигателей внутреннего сгорания по сравнению с жидким топливом. Необходимо изучить принцип действия, достоинства и недостатки систем питания, работающих на сжатых природных газах (СПГ), сжиженных нефтяных газах (СНГ), и газодизельные системы.

Следует уделить особое внимание изучению агрегатов газодизельных систем: системы ограничения подачи газа при максимальной частоте вращения коленчатого вала и системы блокировки подачи полной порции топлива при работе на газе; газовых систем: редукторов низкого и высокого давления, газовых баллонов и испарителя (нагревателя), а также агрегатов бензиновых систем газобаллонных двигателей (дозаторов).

Литература: [7, с. 227-230; 8, с. 130-140; 10, с. 6-139; 11, с. 4-77; 12, с. 5-200.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Преимущества и недостатки использования газового топлива для двигателей внутреннего сгорания по сравнению с бензином или дизельным топливом.

2.Сравните между собой системы питания, работающие на сжатых природных газах (СПГ) и сжиженных нефтяных газах (СНГ). Какие изменения конструкции требует двигатель при работе на сжиженных нефтяных газах?

3.Принцип действия и порядок работы системы питания, работающей сжиженных нефтяных газах. Порядок перевода системы на бензин.

4.Принцип действия и порядок работы газодизельных систем пи-

тания.

5.Принцип действия и порядок работы редуктора низкого давле-

ния.

6.Особенности пуска двигателя газобаллонного автомобиля, работающего на сжиженных нефтяных газах.

7.Принцип действия и порядок работы бензиновой системы питания газобаллонного автомобиля, работающего на сжиженных нефтяных газах.

18

8.Принцип действия и порядок работы системы питания, работающей на сжатых природных газах. Порядок перевода системы на бензин.

9.Принцип действия и порядок работы редуктора высокого дав-

ления.

2.3.4. Система питания дизелей

Необходимо рассмотреть общее устройство системы питания дизелей.

Изучая топливную аппаратуру дизелей, необходимо рассмотреть классификацию топливной аппаратуры, общую схему топливной системы и функции элементов системы.

Особое внимание следует уделить изучению процесса впрыска топлива и факторов, влияющих на протекание процесса.

Необходимо также знать и конструкции плунжерных и распределительных топливных насосов высокого давления, топливоподкачивающих насосов поршневого и лопастного типов, насос-форсунок, нагнетательных клапанов, форсунок и их характеристики.

Кроме того, необходимо рассмотреть характеристики подачи топливной системы и методы их корректирования

Литература: [1, с.277-300; 2, с.314-346; 5, с.124-219; 6, с.124-140; 7, с.230-251; 8, с.140-163].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Назовите типы топливоподающей аппаратуры. В чем их принципиальное различие?

2.Перечислите параметры, характеризующие процесс впрыска топлива.

3.Назовите основные факторы, влияющие на протекание процесса впрыска топлива, и укажите характер их влияния.

4.Объясните устройство форсунки закрытого типа.

5.Каким образом влияет скоростной режим работы двигателя на параметры процесса впуска?

6.С какой целью производят корректирование характеристик подачи топлива?

19

2.3.5. Системы наддува двигателей

При изучении этого раздела необходимо рассмотреть три принципиальные схемы наддува (наддув с использованием приводного компрессора, турбокомпрессора и комбинированный), основные параметры компрессоров и турбин постоянного и импульсного давления.

Необходимо знать устройство и принцип действия объемных (ро- торно-шестеренных, поршневых и винтовых) центробежных и центростремительных компрессоров, а также осевых, центростремительных и радиальных газовых турбин. Кроме этого необходимо рассмотреть существующие компоновочные схемы турбокомпрессоров (бесконсольные, двухконсольные, одноконсольные и комбинированные), их достоинства и недостатки и условия работы подшипниковых узлов.

Следует также уделить внимание рассмотрению существующих конструкций охладителей воздуха.

Литература: [6, с. 101-119; 7, с. 251-257; 13].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Объясните, как изменятся показатели работы двигателя при использовании наддува и почему? Что понимается под степенью наддува?

2.Принцип действия и порядок работы наддува с использованием приводного компрессора, турбокомпрессора и комбинированного. Приведите принципиальные схемы и дайте сравнительные оценки.

3.В чем состоят отличия между турбинами постоянного и импульсного давления?

4.Принцип действия и порядок работы роторно-шестеренных, поршневых и винтовых компрессоров. Сделаете их сравнительный анализ.

5.Принцип действия и порядок работы центробежных и центростремительных компрессоров.

6.Принцип действия и порядок работы осевых, центростремительных и радиальных газовых турбин.

7.Приведите существующие компоновочные схемы турбокомпрессоров и сделайте их сравнительный анализ.

8.Принцип действия и порядок работы существующих охладителей воздуха.