- •Актюбинский государственный университет
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1: вводные сведения.
- •1. Единство и многообразие энергетических установок транспортной техники
- •2. Принципы работы различных энергетических установок.
- •3. Современное состояние и перспективы развития различных энергетических установок.
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 2: топлива и продукты сгорания.
- •1. Виды топлив применяемых в теплоэнергетических установках и их краткая характеристика.
- •2. Физико-химические основы процесса сгорания топливо-воздушных смесей в различных теплоэнергетических установках.
- •3. Продукты сгорания и их влияние на окружающую среду. Способы обезвреживания продуктов сгорания.
- •Токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 3: рабочий процесс поршневой энергетической установки транспортной техники
- •1. Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых двс. Индикаторные диаграммы.
- •2. Процессы газообмена. Характеристика и параметры процессов газообмена.
- •3. Влияние различных факторов на процессы газообмена. Развития систем газообмена.
- •4. Процесс сжатия
- •Значения параметров процесса сжатия
- •Лекция 4: процесс смесеобразования, воспламенение и сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием.
- •1. Процесс смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием.
- •2. Воспламенение и сгорание топлива.
- •3. Нарушения сгорания.
- •4. Влияние различных факторов на процесс сгорания.
- •1. Впрыскивание и распыливание топлива.
- •2. Смесеобразование в дизеле.
- •3. Процессы сгорания и тепловыделения.
- •4. Процесс расширения
- •Значения параметров процесса расширения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 6: индикаторные и эффективные показатели
- •1. Индикаторные показатели. Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием и дизеля.
- •Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием.
- •Pис. 6.1. Зависимости индикаторного кпд от коэффициента избытка воздуха для двигателя с искровым зажиганием (a) и дизеля (б)
- •Влияние различных факторов на индикаторные показатели дизеля.
- •2. Механические потери в двигателе
- •3. Эффективные показатели двигателя
- •Значения индикаторных и эффективных показателей
- •4. Тепловой баланс двигателя
- •Влияние различных факторов на тепловой баланс двигателя
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 7. Характеристики и способы повышения мощности энергетических установок.
- •1. Характеристики энергетических установок.
- •2. Виды характеристик поршневых двс.
- •3. Способы повышения мощности двигателя
- •Контрольные вопросы
- •1. Кинематические характеристики движения.
- •2. Динамика кривошипно-шатунного механизма
- •3. Влияние конструктивных соотношений кривошипно-шатунного механизма на параметры двигателя
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 9: испытание энергетических установок.
- •1. Цели и виды испытаний.
- •2. Методы и приборы для проведения испытаний энергоустановок.
- •3. Техника безопасности при испытаниях.
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 10: кривошипно-шатунный механизм.
- •1. Классификация и назначение, компоновочные и кинематические схемы, конструкция элементов корпусной и цилиндровой группы.
- •2. Конструкция элементов поршневой группы.
- •3. Конструкция элементов шатунной группы.
- •4. Конструкция коленчатого вала
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 11: механизм газораспределения
- •1. Назначение, основные конструкционные решения и схемы грм.
- •2. Конструкция элементы механизма газораспределения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция №12. Смазочная система и система охлаждения
- •1. Основные функции и работа смазочной системы.
- •2. Основные агрегаты смазочной системы
- •3. Назначение и основные требования системе охлаждения
- •4. Агрегаты системы охлаждения и регулирование температуры охлаждающей жидкости
- •12.2. Схема системы охлаждения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 13. Система питания топливом и воздухом. Система питания двигателя
- •1. Назначение, основные требования и конструктивные особенности системы питания двигателей с искровым зажиганием
- •2. Назначение, основные требования и конструктивные особенности приборов системы питания дизелей
- •3. Требования, предъявляемые к системам очистки воздуха, конструктивные особенности приборов подачи воздуха.
- •Контрольные вопросы
- •Лекция №14. Системы пуска энергетических установок.
- •1. Способы пуска двигателя
- •2. Средства, облегчающие пуск двигателя
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 15. Работа энергетических установок в эксплуатации
- •1. Работа энергетических установок в эксплуатации на неустановившихся режимах.
- •2. Технико-экономические показатели работы энергетических установок в эксплуатации.
- •Литература
Контрольные вопросы.
1. Из каких элементов состоит топливо, используемое в двигателях?
2. Какие компоненты содержат продукты сгорания топлива при богатой и бедной смеси?
3. Что характеризуется октановое число топлива?
4. Какие октановые числа у бензинов, используемых в двигателях с искровым зажиганием?
5. Что характеризуется цетановое число топлива?
6. Какие цетановые числа у дизельного топлива, используемых в дизельных двигателях?
7. Какие значения имеет коэффициент избытка воздуха, реализуют в дизелях?
8. Какие значения имеет коэффициента избытка воздуха в двигателях с искровым зажиганием?
9. Какие значения низшей теплоты сгорания имеют бензин и дизельное топливо?
10.
Лекция 3: рабочий процесс поршневой энергетической установки транспортной техники
1. Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых ДВС. Индикаторные диаграммы.
2. Процессы газообмена. Характеристика и параметры процессов газообмена.
3. Влияние различных факторов на процессы газообмена. Развития систем газообмена.
4. Процесс сжатия.
1. Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых двс. Индикаторные диаграммы.
К основным понятиям и определениям двигателя относятся:
• мертвые точки — крайние положения поршня в цилиндре двигателя, в которых поршень изменяет направление своего движения. Различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мертвую точку (НМТ);
• ход поршня — путь, проходимый поршнем от одной мертвой точки до другой;
• рабочий цикл двигателя — совокупность процессов, при которых тепловая энергия превращается в механическую работу;
• такт — часть рабочего цикла, который происходит за один ход поршня;
• объем камеры сгорания или объем сжатия — пространство над поршнем при нахождении поршня в верхней мертвой точке;
• рабочий объем цилиндра — пространство, освобождаемое поршнем при движении от верхней к нижней мертвой точке;
• полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра;
• рабочий объем двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах;
• степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается рабочая смесь в цилиндре двигателя;
• количество тактов, при которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу. Различают двигатели четырехтактные и двухтактные. Четырехтактным называется двигатель, у которого рабочий процесс совершается за четыре хода поршня (или за два оборота коленчатого вала). Двухтактным называется двигатель, у которого рабочий процесс совершается за два хода поршня (или за один оборот коленчатого вала).
Индикаторная диаграмма. Если термодинамические циклы изображают зависимость изменения абсолютного давления (р) от изменения удельного объема (υ), то действительные циклы изображаются как зависимости изменения давления (р) от изменения объема (V) (свернутая индикаторная диаграмма) или изменения давления от угла поворота коленчатого вала (φ), которая называется развернутой индикаторной диаграммой.
Фазы газораспределения представляют собой периоды, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ, в течение которых клапаны открыты.
Правильный выбор фаз улучшает очистку цилиндров от отработавших газов и наполнение свежим зарядом, а также уменьшает потери энергии на газообмен. На верхней рисунке показана круговая диаграмма фаз газораспределения.
ВМТ
Фазы газораспределения выбирают с учетом особенностей двигателя, его основных режимов работы и геометрических размеров впускного тракта. Неизменные фазы газораспределения выбирают для наиболее важного диапазона скоростных режимов работы двигателя. Так, двигатели с высокой частотой вращения имеют более широкие диапазоны фаз газораспределения, чем малооборотные двигатели.
Для улучшения наполнения цилиндров свежим зарядом подбирают определенное сочетание фаз газораспределения и геометрических размеров впускного тракта (в основном его длину), обеспечивая этим динамический наддув двигателя.