1.6 Контрольные вопросы

1. На какие группы делятся поршневые двигатели внутреннего сго­рания (ДВС)?

2. Что такое степень сжатия в цикле ДВС?

3. Дать описание идеального термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, вывести формулу для термического КПД и дать его анализ.

4. Дать определение характеристике цикла: степень предварительного расширения

5. Дать описание идеального цикла ДВС с подводом теплоты при р = const, вывести формулу термического КПД, изобразить цикл на Ts-диаграмме и дать анализ КПД цикла.

6. Как осуществляется рабочий процесс в ДВС с быстрым сгора­нием топлива при постоянном объеме? Какое топливо применяют? По­чему нельзя применять высокие степени сжатия?

7. Дать описание цикла ДВС с подводом теплоты при р = const и сравнить его с циклом, где подводится теплота при v = const.

8. Какой идеальный цикл будет самым эффективным при одинаковых степенях сжатия?

9. Дать определение характеристике цикла: степень повышения давления.

10. Как осуществляется рабочий процесс в ДВС с изобарным сгоранием топлива (р =const) и какие способы подачи топлива при­меняют?

11. Чем вызвано создание ДВС со смешанным сгоранием топлива?

12. Дать описание идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты, вывести формулу термического КПД, изобразить цикл на Ts-диаграмме и дать анализ КПД цикла.

13. В чем отличие реального цикла работы ДВС от идеального?

14. Сравните идеальные циклы ДВС. Какой из них считается самым экономичным при одинаковых наивысших температурах?

15. В чем разница между индикаторной и pv-диаграммой?

16. Почему термический КПД цикла ДВС с подводом тепла при v =const увеличивается с ростом степени сжатия ε? Чем ограничивается повышение степени сжатия в двигателях этого типа?

17. Что такое среднее теоретическое давление цикла ДВС?

18. Какие параметры влияют на среднее теоретическое давление цикла ДВС?

19. Какие технические решения позволяют увеличить среднее теоретическое давление цикла ДВС?

20. Какие параметры наиболее значимо влияют на теоретическую мощность двигателя внутреннего сгорания?

2 Пример задания для расчета

2.1 Цель расчетной работы

Целью расчетного задания является приобретение навыков теплотехнического расчета, построения циклов и подбора необходимого насосного оборудования системы охлаждения двигателя по результатам расчета.

При расчетах будем рассматривать только идеальные циклы ДВС.

2.2 Условие задания

Рисунок 16 – Схема ДВС и системы охлаждения.

1) В системе впуска в двигатель имеются местные сопротивления ζ. Суммарная длина впускных патрубков l диаметром d . Коэффициент трения λ. Скорость движения воздуха в патрубках υ. Определить давление в НМТ индикаторной диаграммы p_а перед впускным клапаном, если атмосферное давление равняется p_атм.

2) Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС, с заданными значениями р_aтм, υ_a, Т_a, состав рабочего тела (смесь воздуха и продуктов сгорания) с объемными долями r_В и r_П и молярной массой компонентов смеси μ_В и μ_П соответственно. Параметры цикла ε, λ, ρ.

Произвести расчет молярной массы, газовой постоянной и теплоемкостей рабочего тела с учетом изменения температуры процессов.

Рассчитать параметры рабочего тела р, υ, Т во всех характерных точках цикла и полученные данные свести в таблицы.

Рассчитать значение теплоты q, работы l, изменения внутренней энергии u, энтальпии h, энтропии s для всех процессов цикла и полученные данные свести в таблицы.

Рассчитать термический КПД _i и среднее давление цикла p_t ДВС с рабочим объемом цилиндра υ_h и частотой n об/мин.

Определить термический КПД цикла Карно в том же интервале температур, что и заданный цикл. Определить теоретическую мощность двигателя.

Построить в масштабе по результатам вычислений цикл ДВС в p-υ и T-s координатах.

3) Охлаждающая жидкость плотностью ρ подается в радиатор насосом производительностью Q. Исходя из условий, что 50% теоретической мощности двигателя должно отводится системой его охлаждения, рассчитать производительность и потребный напор насоса в системе охлаждения, при температуре двигателя t_ДВ.

В системе охлаждения двигателя имеется трубопровод диаметром D; длиной L. Коэффициент трения λ. Коэффициент местных потерь радиатора ς и количество местных сопротивлений k. Определить необходимую мощность насоса, если его КПД η. Температуру окружающей среды принять равной t_a. и Δt.