
- •1) Классификация тепловых двигателей.
- •2) Сравнение тепловых двигателей.
- •3) Краткая история развития поршневых двигателей.
- •4) Современный уровень развития транспортного двигателестроения.
- •5) Связь с глобальными проблемами современной цивилизации.
- •6) Экологическая и энергетическая проблемы.
- •7) Классификация поршневых двигателей.
- •8) Термодинамические циклы поршневых двигателей.
- •9) Рабочий процесс и индикаторная диаграмма 4-х тактных двигателей.
- •10) Рабочий процесс и индикаторная диаграмма 2-х тактных двигателей.
- •11) Работа, выполненная в цилиндре ДВС.
- •12) Цикл Карно и теорема Карно.
- •13) Обобщенный термодинамический цикл поршневых и комбинированных двигателей.
- •14) Циклы Отто, Дизеля и Тринклера. Их сравнительный анализ.
- •15) Основные схемы комбинированных двигателей (КДВС).
- •16) Термодинамический цикл КДВС с импульсной турбиной.
- •17) Термодинамический цикл КДВС с постоянным давлением перед турбиной.
- •18) Термодинамический цикл КДВС с промежуточным охлаждением надувочного воздуха.
- •19) Цикл Стирлинга.
- •20) Принцип действия двигателя с внешним подводом теплоты.
- •21) Роторно-поршневой двигатель (РПД) Ванкеля.
- •22) Бесшатунные двигатели Баландина и другие альтернативные кинематические механизмы, используемые в ДВС.
- •24) Основные виды топлив, применяемых в ДВС.
- •25) Альтернативные топлива.
- •26) Предпосылки и перспективы использования альтернативных топлив.
- •27) Теплота сгорания топлива и топливно-воздушной смеси.
- •28) Коэффициент избытка воздуха, коэффициент молекулярного изменения.
- •29) Коэффициент остаточных газов.
- •30) Коэффициент наполнения.
- •31) Особенности процесса наполнения в двухтактных двигателях.
- •32) Октановое число. Цетановое число.
- •34) Индикаторные и эффективные показатели ДВС.
- •35) Среднее индикаторное давление, индикаторная мощность, индикаторный КПД.
- •37) Механические потери двигателя, механический КПД.
- •38) Удельный индикаторный и эффективный расходы топлива.
- •39) Тепловой баланс двигателя.
- •40) Конструктивные, регулировочные и режимные параметры, влияющие на индикаторные и эффективные показатели двигателя.
- •41) Литровая и поршневая мощность.
- •42) Способы увеличения мощности двигателя.
- •43) Расчет рабочего процесса поршневых двигателей.
- •44-45) Цель и задачи расчета рабочего процесса. Прямая и обратная задачи.
- •46) Краткое изложение метода расчета В.И. Гриневецкого.
- •48) Тепловыделение и теплообмен в цилиндре поршневого двигателя.
- •49) Понятие двух- и многозонных моделей, необходимость их введения и сравнительный анализ.
- •50) Краткая характеристика современных программных комплексов, предназначенных для расчета рабочего процесса в ДВС.
- •51) Организация рабочего процесса в ДВС.
- •52) Основные типы камер сгорания.
- •53) Генерация вихря при впуске.
- •54) Интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре дизеля.
- •55) Особенности вихревого движения в двигателе с непосредственным впрыскиванием бензина.
- •56) Расслоение заряда.
- •57) Неразделенные камеры сгорания с объемным смесеобразованием.
- •58) Полуразделенные камеры сгорания с объемно-пленочным смесеобразованием.
- •59) Разделенные камеры сгорания.
- •60) Сравнительный анализ различных типов камер сгорания.
- •61) Смесеобразование и сгорание в ДВС.
- •62) Подача топлива в ДВС.
- •63) Впрыскивание во впускной системе.
- •64) Впрыскивание в непосредственно в цилиндр.
- •65) Закон впрыскивания.
- •66) Динамика топливного факела.
- •67) Распад струй топлива по каплям.
- •68) Средний диаметр капель топлива.
- •69) Закон Розина-Рамлера.
- •70) Испарение капли в условиях камеры сгорания.
- •71) Период задержки воспламенения.
- •72) Протекание цепных реакции горения.
- •73) Тепловыделение.
- •74) Закон Вибе.
- •75) Другие законы тепловыделения.
- •76) Особенности сгорания двигателях с принудительным зажиганием.
- •77) Особенности сгорания в дизелях.
- •78) Кинетические и диффузионные фазы сгорания.
- •79) Нарушение нормального процесса сгорания.
- •80) Детонация.
- •81) Преждевременное воспламенение.
- •82) Калильное зажигание.
- •83) Турбулентность в камере сгорания.
- •84) Тепловой баланс ДВС. Теплообмен в ДВС.
- •85) Тепловой баланс ДВС.
- •86) Нестационарный сложный (радиационно-конвективный) теплообмен в камере сгорания.
- •87) Осредненный (по поверхности КС) коэффициент теплоотдачи.
- •88) Локальный теплообмен в КС.
- •89) Теплообмен в системе охлаждения. взаимосвязи.
- •90) Характеристики транспортных двигателей.
- •91) Требования к характеристикам транспортных двигателей.
- •92) Устойчивость режима работы.
- •93) Скоростные, нагрузочные, регулировочные, регуляторные, винтовые и специальные характеристики комбинированных двигателей.
- •94) Экологические характеристики ДВС.
- •95) Способы улучшения характеристик комбинированных двигателей.
- •96) Моделирование характеристик двигателей.
- •97) Виды кинематических механизмов, преобразующих поступательное движение поршня во вращательное движение вала
- •98) Кинематика нормального и дезаксиального кривошипно-шатунного механизма.
- •99) Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме.
- •100) Расчет сил, действующих в КШМ.
- •101) Построение диаграммы крутящего момента на коренные шейки вала двигателя.
- •102) Уравновешивание поршневых двигателей.
- •103) Неуравновешенные силовые факторы.
- •104) Способы уравновешивания сил и моментов в поршневых двигателях.
- •105) Уравновешивание одноцилиндровых двигателей.
- •106) Метод Ланчестера.
- •107) Уравновешивание рядных двигателей.
- •108) Уравновешивание двухцилиндровых V-образных двигателей.
- •109) Уравновешивание V-образных двигателей.
- •110) Критерии уравновешенности двигателей.
- •111) Крутильные колебания.
- •112) Приведение крутильной системы силовой установки с комбинированным двигателем к эквивалентной.
- •113) Расчет собственных колебаний.
- •114) Расчет вынужденных колебаний.
- •115) Методы ограничения напряжений, вызванных крутильными колебаниями.
- •116) Гасители крутильных колебаний.
- •117-118) Технико-экономические требования, предъявляемые к двигателям машин наземного транспорта. Способы их удовлетворения.
- •119) Классификация конструкций двигателей.
- •120) Выбор параметров конструкций двигателя.
- •121) Расчетные режимы.
- •122) Порядок проектирования.
- •123) Автоматизированное проектирование.
- •124) Системы газораспределения четырех- и двухтактных двигателей.
- •125) Клапанные механизмы газораспределения.
- •126) Выбор профилей кулачков.
- •127) Кинематика и динамика современных кулачковых механизмов.
- •128) Применяемые материалы.
- •129) Органы газораспределения двухтактных двигателей.
- •130) Золотниковое газораспределение.
- •131) Системы пуска, смазывания транспортных и охлаждения.
- •132) Виды систем двигателя и их сравнение.
- •133) Основы расчета систем охлаждения.
- •134) Системы питания транспортных двигателей.
- •135-136) Классификация систем питания. Технико-экономическое сравнение двигателей, оснащенных различными системами питания.
- •137) Системы питания дизелей.
- •138) Виды топливных систем.
- •139) Топливные насосы, топливные форсунки.
- •140) Очистка топлива.
- •141) Системы питания многотопливных двигателей.
- •142) Основные направления развития систем питания топливных двигателей.
- •143) Управление работой транспортных двигателей.
- •144) Системы автоматического регулирования и управления двигателей.
- •145) Классификация, сравнение различных систем.
- •147) Методы проектирования ДВС.
- •148-152) Цифровое проектирование. Основные этапы проектирования. Техническое предложение. Техническое задание. Основные принципы разработки ТП и ТЗ.
- •153) Современные программные и аппаратные средства проектирования.
- •154) Преимущества и недостатки различных средств.
- •156) Комплексный расчет элементов КШМ.
- •157) Расчет коленчатого вала.
- •158) Расчет шатуна.
- •159) Расчет элементов ЦПГ.
- •160) Расчет ТНДС поршня, расчет ТНДС ГБЦ.
- •161) Особенности задачи ГУ.
- •163-166) Испытания силовых установок. Виды испытаний.
- •165) Типовые испытания.
- •166) Исследовательские испытания.
- •168) Определение часового и удельного расхода топлива.
- •169) Проведение типовых испытания для получения основных характеристик силовых установок.
- •170-171) Формирование облика современной лаборатории для проведения типовых и исследовательских испытаний силовых установок. Основное оборудование
- •172) Типы тормозных устройств.
- •173) Типы газоанализаторов.
- •174) Перспективы развития транспортных силовых установок.
- •175-176) Различные типы силовых установок. Преимущества и недостатки.
- •177) Связь и взаимозависимость транспортной и стационарной энергетических систем.

54) Интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре дизеля.
Интенсивность вихревого движения в цилиндре оценивается вихревым числом :
Увеличение интенсивности вихревого движения приводит к увеличению максимальных значений давления и температуры в цилиндре. Так, при работе с вихревым числом 2, P2 выше остальных исследуемых случаев на 20%.
Для получения хороших эффективных показателей двигателя следует использовать систему с максимальной интенсивностью вихревого движения топливовоздушной смеси. И наоборот, для получения хороших экологических показателей, целесообразно использовать систему, приводящую к меньшей закрутке потока. Это связано с тем, что чем выше интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре дизеля - тем меньше сказывается влияние фракционного состава топлива на процесс сгорания. Повышение интенсивности движения заряда в дизеле, обычно, несколько уменьшает продолжительность задержки воспламенения.
55) Особенности вихревого движения в двигателе с непосредственным впрыскиванием бензина.
Тангенциальное состояние закрутки топлива обеспечивается тангенциальным впускным каналом. Радиальная, либо клапаном с шириной, либо винтовым каналом, либо профилированием впускного канала.
Для обеспечения оптимальных параметров смесеобразования используется 2 канала: тангенциальный и винтовой. Однако на высокооборотистых двигателях с непосредственным впрыском использование винтового канала приводит к увеличению газодинамических потерь => применяют 2 тангенциальных канала, подбирая геометрию так, чтобы обеспечить максимальный коэффициент наполнения при оптимальных условиях/параметрах смесеобразования.
Вихрь формируется таким образом, чтобы тщательно перемешать топливо из форсунки с воздухом из впускного клапана и направить топливно-воздушную смесь на свечу зажигания. Такой вихрь достигается при помощи определенной формы дна поршня, от которого топливо отражается в направлении свечи зажигания и применения вихревой заслонки на впускном канале.
56) Расслоение заряда.
Расслоение заряда – распределении топлива по камере сгорания таким образом, чтобы в зоне свечи зажигания находилась обогащенная смесь, а по мере удаления от нее смесь постепенно обеднялась. Расслоение может достигаться как впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания в конце такта сжатия, так и раздельной подачей в зону свечи карбюрированной обогащенной смеси, а в основной объем цилиндра – объединенной смеси и чистого воздуха.

Теоретически, при расслоении смеси в цилиндре можно выполнить качественное регулирование нагрузки, т.е. изменение нагрузки только за счет изменения состава смеси. Так уменьшение нагрузки до 20% увеличивает эффективный КПД двигателя почти в 2 раза.
Преимущество расслоения заряда – увеличение термического КПД вследствие обеднения смеси и уменьшения насосных потерь.
Расслоение заряда в дизелях заключалось в том, чтобы расслоить заряд, локализовав смесеобразование и сгорание в основном в пристеночном слое камеры сгорания путем создания интенсивного воздушного вихря с тангенциальной скоростью до 90 м/с и направлением двух топливных струй параллельно стенкам.

Капли и пары топлива под действием центробежных сил, создаваемых воздушным вихрем, движутся в основном в пристеночном слое, где образуется достаточно богатая относительно холодная смесь, не способная к самовоспламенению. Последнее возникает на некотором удалении от стенок в зоне, где горение развивается плавно при a = 1.
Преимущество расслоения заряда: расширение пределов общего эффективного обеднения смеси, что приводит к экономии топлива на частичных нагрузках и снижению содержания в продуктах сгорания CO, CH и канцерогенных веществ. Но, т.к. двигатель с непосредственным впрыском работает в основном на бедных смесях, то концентрация оксида азота NOx несколько повышается, т.к. в расслоенном заряде всегда имеются зоны, где коэффициент избытка окислителя (воздуха) alfa находится в диапазоне значений 1,0-1,1 наиболее благоприятном для образования NO.
57) Неразделенные камеры сгорания с объемным смесеобразованием.
Неразделенные камеры сгорания представляют собой единый объем и имеют простую форму, которая, согласуется с направлением, размерами и числом топливных факелов при впрыске.

Преимущества:
-камеры компактны,
-поэтому имеют относительно малую поверхность охлаждения, благодаря чему снижаются потери теплоты.
-поэтому двигатели с такими камерами сгорания имеют приличные экономические показатели и хорошие пусковые качества.
-разнообразные формы неразделенных камер сгорания (часто в днищах поршней, иногда – в головке блока цилиндров, а также – частично в днищах поршней и частично в головке)
На рисунке показаны некоторые конструкции камер сгорания
неразделенного типа.
Рис. Камеры сгорания дизелей неразделенного типа: а — тороидальная в поршне; б — полусферическая в поршне и головке цилиндра; в — полусферическая в поршне; г — цилиндрическая в поршне; д — цилиндрическая в поршне с боковым размещением; е — овальная в поршне: ж — шаровая в поршне; з — тороидальная в поршне с горловиной; и — цилиндрическая, образованная днищами поршней и стенками цилиндра; к —
вихревая в поршне; л — трапецеидальная в поршне; м — цилиндрическая в головке под выпускным клапаном
Камеры сгорания а—д:
-качество смесеобразования достигается исключительно путем распыления топлива и согласования формы камер с формой факелов впрыска топлива
-в них чаще всего применяются форсунки с многодырчатыми распылителями и используются высокие давления впрыска.
-минимальные поверхности охлаждения
-низкая степень сжатия.
Камеры сгорания е—з
-имеют более развитую теплопередающую поверхность, что несколько ухудшает пусковые свойства двигателя
-путем вытеснения воздуха из надпоршневого пространства в объем камеры в процессе сжатия удается создать интенсивные вихревые потоки заряда, которые способствуют хорошему перемешиванию топлива с воздухом
-при этом обеспечивается высокое качество смесеобразования. Камеры сгорания к—м
-применяются в многотопливных двигателях
-наличие строго направленных потоков заряда, обеспечивающих испарение топлива и его введение в зону сгорания в определенной последовательности
-для улучшения рабочего процесса в цилиндрической камере сгорания в головке под выпускным клапаном (рис. м) используется высокая температура выпускного клапана, который является одной из стенок камеры.