1.Перспективы развития двигателестроения. Предмет и задачи курса. История развития двигателестроения.

2.Классификация автотракторных двигателей. Основные понятия и определения, применяемые для двс.

По способу смесеобразования :

*с внешним смесеобразованием, у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров (карбюраторные и газовые)

*с внутренним смесеобразованием (рабочая смесь образуется внутри цилиндров) - дизели

По способу осуществления рабочего цикла :

*четырехтактные

*двухтактные

По числу цилиндров :

*одноцилиндровые

*двухцилиндровые

*многоцилиндровые

По расположению цилиндров :

*с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд

*V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным)

По способу охлаждения :

*с жидкостным охлаждением

*с воздушным охлаждением

По виду применяемого топлива :

*бензиновые

*дизельные

*газовые

*многотопливные

По степени сжатия :

*высокого (E=12...18) сжатия

*низкого (E=4...9) сжатия

По способу наполнения цилиндра свежим зарядом :

*без наддува, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня

*с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым компрессором, с целью увеличения заряда и получения повышенной мощности двигателя

По частоте вращения :

*тихоходные

*повышенной частоты вращения

*быстроходные

3.Термодинамические циклы двс

Теоретические PV-диаграммы термодинамического процесса, протекающего в ДВС, позволяют оценивать степень совершенства рабочего цикла реального двигателя. В отличие от рабочих циклов, протекающих в реальных двигателях, в термодинамических циклах допускается следующее:

• отсутствие каких-либо потерь, кроме отдачи теплоты холодному источнику;

• цикл протекает с постоянным количеством рабочего тела (газа);

• химический состав рабочего тела остается постоянным в течение всего цикла;

• процессы сжатия и расширения протекают без теплообмена с окружающей средой и тепловых потерь.

Следовательно, термодинамический цикл является предельным циклом, к которому следует стремиться при осуществлении рабочего цикла в реальных двигателях.

Для улучшения экономичности рабочего цикла в ДВС желательно увеличивать степень сжатия ɛ и использовать процесс сгорания топлива с подводом теплоты при постоянном объеме — цикл Отто (рис. 6.10, а):

1— 2 — сжатие газа;

2— 3 — нагревание газа за счет подвода теплоты Q1 вследствие чего возрастает давление газа при постоянном объеме;

3— 4— расширение газа (рабочий ход);

4— 1 — охлаждение газа за счет отвода теплоты Q2.

а — с сообщением теплоты при постоянном объеме; б — с сообщением теплоты при постоянном давлении;; Vс — объем камеры сжатия; Vh — рабочий объем; Q1 — подведенная теплота; Q2 — отведенная теплота; L— полезная работа; г — точка максимального давления газов в цилиндре; 1— 4 — характерные точки рабочего цикла

С повышением степени сжатия ɛ КПД цикла возрастает. Однако при увеличении ɛ в цилиндрах двигателя резко возрастают максимальные давления и температура, а следовательно, повышаются потери на трение.

Индикаторная диаграмма термодинамического процесса с сообщением теплоты Qx при постоянном давлении и отводе теплоты Q2 при постоянном объеме — цикла Дизеля —- показана на рис.б:

1— 2 — сжатие газа (более высокая степень сжатия по сравнению с циклом Отто;

2— 3 — вследствие подвода теплоты Qx увеличивается объем при постоянном давлении;

3— 4 — расширение газа;

4— 1 — отвод теплоты Q2 от газа при постоянном объеме.

В процессе сжатия (адиабата 1—2) вся затраченная работа идет на повышение внутренней энергии рабочего тела, т. е. его температуры. В данном цикле (2—3) подведенная теплота Qx расходуется на повышение внутренней энергии рабочего тела и выполнение внешней работы. В процессе расширения (3—4) рабочего тела совершается работа L по преодолению сопротивления внешних сил. Изохорный процесс (4—1) соответствует отводу теплоты Q2 от рабочего тела.

Идеальные циклы необходимы для сравнения индикаторных диаграмм действительных машин. По величине отклонения действительных циклов от идеальных намечают меры по усовершенствованию реальных двигателей.

4.Смешанный цикл (p=const, V=const). КПД цикла.

ас-адиабатическое сжатие

cz^/-мгновенный подвод теплоты Q₁^/

z^/z-подвод теплоты Q₁^// при p=const

zb-адиабатическое расширение

ba-мгоновенный отвод теплоты Q₂ при V=const

Совершенство цикла характеризуется величиной КПД, который представляет собой отношение теплоты, превращенной в полезную работу к общему количеству затраченной теплоты.

L_t-работа газа за цикл.

Q_t=L_t=Q₁-Q₂

Количество теплоты, сообщенной по изохоре Q₁^/ пропорциональна количеству теплоты Q₁^/=mC_v( T_z^/ -T_c ) (рабочего тела к разности температур)

m-масса рабочего тела

Количество теплоты, сообщенной по изобаре Q₁^//= mC_p( T_z - T_z^/ )

Суммарное количество теплоты Q₁= mC_v(( T_z^/ -T_c )+к( T_z - T_z^/ ))

к- показатель адиабаты к=С_р/С_V (критерий Пуассона).

Выразив все температуры через ρ-степень предварительного расширения и λ-

определим КПД