- •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.
из возобновляемых биологических источников), так и с точки зрения его использования
175-176) Различные типы силовых установок. Преимущества и недостатки.
• Электродвигатель
Электродвигатели используются на электромобилях. Его конструкция намного проще, в нем меньше движущихся частей, он реже требует обслуживания. Источником питания служит батарея. Трансмиссия максимально проста: обычно это одноступенчатый планетарный редуктор, который служит автоматической коробкой передач.
Плюсы электромобилей
Не загрязняют атмосферу
Нулевой выхлоп электрических авто действительно делает атмосферу в
загазованной городской среде чище.
Выгодны в эксплуатации
Стоимость электроэнергии ощутимо ниже бензина, кроме того,
электромобиль не требует замены масла (кроме редуктора) и прочего дорогостоящего ТО.
Современные и бесшумные
Обычно «электрички» отличаются современной электронной начинкой, в том числе и системой помощи водителю, мощной системой мультимедиа. Электромобили отличаются бесшумностью.
Комфорт и динамика езды
Электродвигатель отличается в работе от ДВС, ему не требуется время на
разогрев, поэтому он сразу может выдавать максимальный крутящий момент, а значит, быстро и плавно разгоняться. То же касается и торможения: оно более плавное и комфортное. На резких поворотах екарсы маневреннее и легче поддаются управлению за счет хорошего баланса.
Безопасность для пассажиров
Опасность воспламенения электромобилей сильно преувеличена. В
отличие от машин на ДВС, в них нет воспламеняющегося топлива, то есть гореть, грубо говоря, нечему.
Современные технологии, внедряемые в электромобили, увеличивают их безопасность. Полуавтономные системы помощи водителю в новейших моделях сами могут распознать и предотвратить столкновение. Электромобили еще и намного устойчивее бензиновых аналогов благодаря грамотно распределенному центру тяжести (блоки батарей обычно размещают в полу).
Минусы электромобилей
Электромобили дороже машин на ДВС
Более грязное производство
Это основной аргумент противников перехода на «электрички».
Эксперты определили, что при производстве аккумуляторов в атмосферу выбрасывается на 32 % больше углекислого газа, чем при производстве топливных авто.
Недостаточно большой пробег на одном заряде
Мощные флагманы и премиум-кары известных брендов давно оснащают
аккумуляторами повышенной емкости. Запас хода моделей Tesla, Lucid Air, Mercedes-Benz превышает 500 км, и этого вполне достаточно даже для междугородних поездок и выездов на природу.
Бюджетные электрокары и модели среднего ценового сегмента — послабее (от 120 до 250 км на одном заряде). Для поездок в черте города вполне достаточно, даже с условием нехватки ЭЗС.
Потеря части заряда в морозы — еще один недостаток. Емкость АКБ снижается, в том числе из-за использования печки или кондиционера.
Слабо развитая инфраструктура и медленная зарядка
Сети зарядных станций не справляются с растущим числом электромобилей во всем мире.
Скорость зарядки — еще один повод для недовольства противников электромобилей. Заправка авто на ДВС в любом случае проходит быстрее, чем пополнение запаса хода даже на быстрых ЭЗС.
• ДВС
Двигатель имеет приставку «внутреннего сгорания» по одной простой причине. Дело в том, что топливо воспламеняется внутри рабочей камеры, а не внешне. Сгорая, топливо выделяет энергию, которая преобразуется в механическую работу для ее передачи остальным «органам» автомобиля.
К плюсам относятся следующие особенности:
1.Небольшой вес. Обычно такие устройства занимают мало места и имеют низкий вес.
2.Высокая мощность. На сегодняшний день почти все ДВС обладают высоким значением лошадиных сил. Чем «сильнее» «движок», тем дороже он стоит и больше потребляет топлива.
3.Есть возможность преодолеть большие расстояния. Эта проблема особо актуальна для тех, кто ездит в другие города ежедневно.
4.Быстрая заправка. Сегодня заправки расположены повсеместно, поэтому автолюбителям не придется бояться за пустой бак. Заправка длится не более 10 минут.
5.Простота эксплуатации. Большинство моторов, независимо от их типа, имеют схожую систему. Поэтому разобраться в работе двигателя сможет каждый водитель.
6.Доступность. Сегодня автомобилем с ДВС никого не удивишь, они эксплуатируются повсеместно. На вторичном рынке их стоимость еще дешевле, так что каждый человек может позволить себе купить такое авто.
7.Большой ресурс работы. Моторы, выпускаемые сегодня, способны функционировать ни один год подряд, а десятки лет. Возможно, кто-то скажет, что их надежность все же снижается, но это не исключает тот факт, что качество по-прежнему остается «на уровне».
Минусы у ДВС следующие:
1.Высокая степень выбросов в атмосферу во время езды автомобиля. Дело в том, что топливо не до конца сгорает, и в этом заключается главная проблема. Чтобы авто двигалось, требуется всего лишь 15% горючего, а все остальное уходит в воздух. Отработанный газ содержит множество вредных
итоксичных веществ, а также тяжелых металлов.
2.Требуется коробка переключения передач. Устройство обязательно, так как нужно, чтобы менялось передаточное число. Оно регулирует обороты двигателя, который перенаправляет энергию на колеса, а они вращаются либо быстро, либо медленно.
3.Регулярная замена масла. Менять масло нужно каждые 10 000 км. Это нужно обязательно делать, так как жидкость загрязняется, а мелкие частицы грязи попадают в «движок».
4.Высокая цена на топливо. Бензин и солярка с каждым годом возрастают в цене, соответственно, совсем скоро передвижение на авто с ДВС станет роскошью. Чтобы сэкономить на топливе, можно установить газовое оборудование, так как цена газа вдвое ниже остального горючего.
5.Низкий КПД. Этот параметр наглядно показывает эффективность работы двигателя относительно вырабатываемой энергии. Показатель выражается в процентах. К примеру, электродвигатели имеют КПД около 95%, но в ДВС такие значения невозможны.
6.Ограниченный ресурс дешевых моторов. Изготовители, выпускающие двигатели по низкой стоимости, используют некачественные детали. Они быстро изнашиваются и «выходят из строя». Но если водитель будет использовать смазку, а также вовремя менять расходные материалы, то «движок» прослужит дольше.
• Силовая установка на топливных элементах
Водород занимает лидирующую позицию среди всех прочих источников альтернативной энергии не случайно – он максимально экологичен, имеет возобновляемый ресурс, а также обладает максимальным
КПД в сравнении с классическими двигателями, функционирующими на бензине и дизеле.
Основные достоинства, которыми обладают водородные двигатели:
высокий уровень экологичности, так как продуктом его сгорания выступает водяной пар. При сгорании водорода происходит ещё и выгорание моторного масла, однако количество токсичных выхлопов при этом в несколько раз меньше, чем при сгорании бензинового или «тяжёлого» топлива;
высокий КПД, который в разы превосходит таковой в классических силовых установках, функционирующих на дизельном или бензиновом топливе;
относительная конструктивная простота, а также отсутствие дорогостоящих и ненадёжных систем топливоподачи, которые к тому же опасны;
бесшумность.
Несмотря на ряд существенных преимуществ, водородные моторы имеют достаточное количество недостатков:
высокая цена и сложность получения чистого водорода;
неразвитая инфраструктура автозаправочных станций, способных осуществить дозаправку водородом;
отсутствие международных стандартов транспортировки и применения водородного горючего;
высокая цена топливных компонентов и обслуживания водородных двигателей;
трудности, связанные с хранением водородного горючего. Учёные до сих пор не пришли к единому знаменателю касательно материала, который необходимо использовать при изготовлении баков для хранения горючего водорода;
увеличение общей массы машины за счёт наличия водородного двигателя, который заметно тяжелее ныне распространённых бензиновых и дизельных моторов.
Кроме того, баллоны с водородом необходимо регулярно проверять и сертифицировать, что может быть сделано исключительно квалифицированными специалистами, обладающими соответствующим разрешением и лицензией.
• Гибриды
Несомненными преимуществами таких моторов являются:
экономия топлива от 15 до 40% в зависимости от модели автомобиля;
практически мгновенный разгон электромотора даже без переключения передач;
увеличение проходимого без дозаправки расстояния. Если закончится топливо в одном из двигателей, то можно дотянуть до заправки на следующем;
снижение выбросов углекислого газа в атмосферу;
гибриды и электромобили попадают под государственную программу налоговых льгот.
Возможна конвертация уже существующих двигателей для работы на синтетическом моторном топливе.
Недостатки:
Цена, которая выше любой другой популярной модели на 25-30%
Количество автозаправочных станций и сервисов
Каждые 6-7 лет придется менять аккумуляторную батарею, стоимость которой вкупе с самими работами выльется в цену небольшого бюджетного автомобиля.
Из-за отсутствия спроса на гибриды не существует и вторичного рынка. Таким образом, после приобретения такого автомобиля владельцу придется ездить на нем до самой старости, своей или машины.
