- •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
0,78 И 0,21 - относительное объёмное содержание азота и кислорода в воздухе.
Для получения массового количества отработавших газов необходимо их мольную массу m о.г. умножить на M2. Следует иметь в виду, что при работе поршневого ДВС на любом режиме в отработавших газах кроме конечных продуктов реакции (углекислого газа и водяных паров) имеется множество других веществ.
В свежем заряде, поступившем в цилиндр, кроме смеси топлива с воздухом, присутствует определённое количество остаточных газов от предыдущего цикла Mr. Такую смесь называют рабочей. Концентрацию остаточных газов характеризуют коэффициентом остаточных газов
r = Mr / M1. (10.8)
Если не учитывать утечки рабочего тела, то количество молекул отработавших газов M2 несколько превышает количество молекул исходных веществ реакции горения M1. Это является положительным моментом, так как способствует при прочих равных условиях увеличению давления в цилиндре. Изменение количества вещества после реакции характеризуется коэффициентом молекулярного изменения
k 0 = M2 / M1. (10.9)
Изменение количества вещества реакции с учётом остаточных газов характеризует действительный коэффициент молекулярного изменения
k = (M2 + Mr) / (M1 + Mr) = (k 0 + r) / (1 + r). (10.10)
Для четырехтактных двигателей с принудительным воспламенением k = 1,02 ... 1,12, а для дизелей k = 1,01 ... 1,06.
9.2 Виды горения
Горением называют химическую реакцию интенсивного окисления, то есть взаимодействия с кислородом каких-либо веществ, сопровождающуюся свечением и выделением теплоты Q.
Реакция полного сгорания углеводородного топлива имеет вид
4 CnHm + (4n + m) O2 = 4n CO2 + 2m H2O + Q. (10.11)
Процесс горения является многостадийным с целым рядом параллельно протекающих процессов. При этом имеют место высокие градиенты и абсолютные значения температур и скоростей реакций.
Следует различать процессы воспламенения, то есть инициализации горения, и процессы распространения пламени. Для воспламенения необходим подвод энергии извне, а для распространения пламени в общем случае не нужно никакого внешнего воздействия, хотя в реальном ДВС имеют место значительные турбулентные вихри рабочего тела, способствующие переносу пламени и существенно влияющие на скорость реакции.
При самовоспламенении топливовоздушной смеси сначала происходят относительно медленные предпламенные реакции в значительных объёмах рабочего тела. Затем имеет место самоускорение реакций за счёт разветвления цепных химических реакций (цепной взрыв) и за счёт саморазогрева смеси (тепловой взрыв).
Зажигание топливовоздушной смеси от постороннего источника (свечи зажигания) представляет собой интенсивный местный нагрев до высокой температуры и ионизацию небольшого объёма смеси. Скорости реакций в месте искрового разряда достигают огромных значений, а саморазогрев в этом месте несущественен. После прекращения искрового разряда скорость реакции уменьшается до значений, отвечающих условиям горения данной смеси во фронте пламени.
В условиях ДВС зажигание смеси возможно не только от электрической искры, но и от раскалённых частей контрольной поверхности - перегретых электродов и изолятора свечи, тарелок клапанов, частичек нагара и т.п., температуры которых достигают 1000 С и выше. Зажигание от раскалённых поверхностей занимает промежуточное место между самовоспламенением и электрозажиганием.
В любом из указанных случаев воспламенения осуществляется подвод теплоты из вне в количествах, превышающих её отвод через контрольную поверхность рабочего тела.
Различают два вида распространения пламени: