- •1.Возможные альтернативные топлива для автотракторных двигателей.
- •2.Место двс в с.Х. Энергетике.
- •3.Каковы затраты энергии для производства продукций растениеводства.
- •4.Что из себя представляет коэффициент эластичности энергопотребления и чему он равен в растениеводстве и животноводстве.
- •5.Основные пути экономии топлива в с.Х. Производстве.
- •6.Перечислите основные конструкционные размеры кшм и объемы цилиндра.
- •7.Литраж двигателя и как учитывается при маркировке легковых автомобилей.
- •8.Схема и индикаторная диаграмма 2х тактного ДиСз с кривошипно – камерным распределением.
- •9.Схема и индикаторная диаграмма 4х тактного двигателя.
- •10. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Отто.
- •11. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Дизеля.
- •12. Индикаторная диаграмма и термический к.П.Д. Идеального двигателя, работающего по циклу Тринклера - Сабатэ.
- •13.Методика снятия индикаторной диаграммы с использованием механического индикатора.
- •14.Датчики, используемые при снятии индикаторных диаграмм автотракторных двигателей.
- •15.Мощность двс. Что она из себя представляет и в каких единицах измеряется.
- •16.Почему при проектировании двигателей стараются увеличить их обороты и снизить коэффициент короткоходности.
- •21.3 Определение основных размеров двигателя (d и s)
- •17.Что из себя представляет удельный расход топлива и каковы достигнутые его значения.
- •18.Как доказать, что к.П.Д. Дизелей больше чем у ДсИз.
- •19.Состав топлив, воздуха и выхлопных газов.
- •20.Что из себя представляет коэффициент избытка воздуха и почему он у дизелей больше чем у ДсИз.
- •21 Что из себя представляет теоретически необходимое количество воздуха.
- •22 Выведите аналитическое выражение для определения теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1 кг топлива.
- •23. Что из себя представляют высшая и низшая теплота сгорания топлива?
- •24 Теплота сгорания топлива и смеси
- •25 Чем объяснить, что при сгорании топлива число молей газа возрастает?
- •26. Чем отличаются объемные и мольные теплоемкости воздуха?
- •27. Как определить теплоемкости газа – объемные, мольные, при постоянном объеме, при постоянном давлении?
- •28. Чем объяснить, что при увеличении коэффициента наполнения цилиндра мощность двигателя возрастает?
- •29. Выведите аналитического выражения для определения коэффициента наполнения.
- •30. Что из себя представляет круговые диаграммы фаз газораспределения двигателя?
- •31 Начертите индикаторную диаграмму процесса наполнения 4х тактного двигателя
- •32. Начертите индикаторную диаграмму двухтактного двигателя и круговую диаграмму его фаз газораспределения.
- •33 Температура и давление смеси в конце наполнения
- •34-36 Физическая сущность наддува
- •Возможные схемы наддува
- •Температура и давление воздуха после турбокомпрессора
- •37 Анализ процесса сжатия с использованием его индикаторной диаграммы
- •38 Состояние газа в конце сжатия
- •39. Что из себя представляет свернутая и развернутая индикаторные диаграммы. Как с использованием развернутой индикаторной диаграммы определить жесткость процесса сгорания.
- •40 Почему воспламенение ДсИз наз-ют точечным высокотемпературным?
- •41 Почему воспламенение в дизелях наз-ют многоточечным низкотемпературным?
- •44 Что из себя представляет детонационное сгорание и почему его нельзя допускать?
- •Отрицательные последствия детонационного сгорания
- •45 Перечислите конструктивные факторы снижения детонационного сгорания.
- •46 Эксплуатационные факторы
- •47 Как работает двигатель с факельным зажиганием?
- •48. Как в дизелях камеры сгорания влияют на жесткость процесса сгорания?
- •49 Как происходит смесеобразование в цниди
- •50 Тороидальная
- •53. Что такое вихревое число и чему он равен при различных камерах сгорания?
- •57 Чем индикаторные диаграммы процесса расширения дизелей отличаются от ДсИз?
- •58 Какими методами можно определить усредненный показатель политропы расширения?
- •60 Как с использованием температуры сгорания найти состояние газа в конце сгорания? Температура газов в конце сгорания
- •61 Как найти температуру в конце сгорания?
- •62 Как найти состояние газа в конце расширения?
- •64 Какими параметрами характеризуется тепловая, механическая и комплексная показатели степени форсированности двигателя?
- •65 Начертите индикаторную диаграмму процесса выхлопа 4х тактного двигателя.
- •13.1 Индикаторные диаграммы процессов выхлопа четырех- и двухтактных двс
- •66 Что из себя представляет среднее индикаторное давление и как можно определить его величину графически?
- •15.1 Среднее индикаторное давление. Методы его определения
- •67 Что из себя представляет среднее индикаторное давление и как можно определить его величину аналитически?
- •72. Какими методами можно найти мощность механических потерь?
- •73. Что из себя представляет механический к.П.Д и как найти его величину?
- •74. Как используя механический к.П.Д. Найти эффективные показатели работы двигателя?
- •75. Какие пять к.П.Д. Характеризуют двс? Найдите связь между ними.
- •76. Выведите аналитическое выражение для определения индикаторного к.П.Д.
- •77. Что из себя представляет тепловой баланс двигателя и как вычислить его составляющие?
- •81 Перечислите и охарактеризуйте 3 периода процесса сгорания в ДсИз
- •82 Что из себя представляет фактор динамичности цикла топливоподачи в дизелях.
20.Что из себя представляет коэффициент избытка воздуха и почему он у дизелей больше чем у ДсИз.
Теоретически необходимое количество воздуха определяется в предположении полного сгорания топлива при полном использовании содержащегося в воздухе кислорода.
В действительных условиях этого не удается достичь из-за грубого распыла топлива, плохого его перемешивания с воздухом и др. В результате при подаче только теоретически необходимого количества воздуха топливо полностью не сгорает (в выхлопных газах обнаруживаются окись углерода и кислорода, а двигатель дымит). В этих условиях для обеспечения полного сгорания топлива приходится увеличивать количество подаваемого воздуха.
Степень превышения количества подаваемого воздуха над количеством теоретически необходимого оценивает коэффициент избытка воздуха - :
=Lф/Lo=(3)
где Lф() - действительно поданное количество воздуха в кмолях (кг);
Lо() - теоретически необходимое количество воздуха в кмолях (кг).
В двигателях с искровым воспламенением не превышает 1,15 (0,85…1,10), причем максимальная мощность достигается при =0,85…0,9, а максимальная экономичность – при =1,0…1,10. Если =1, то состав называют стехиометрическим.
Отметим также, что в равномерно перемешанных топливе и газах, если больше 1,20…1,30 и ниже 0,3…0,5, смесь не горит (двигатель не работает).
В автотракторных дизелях =1,3…1,65. В двигателях с наддувом рост температуры, обусловленный увеличением количества введенного в двигатель тепла, частично компенсируется путем внутреннего охлаждения за счет увеличения коэффициента избытка воздуха . Для дизелей с трубонаддувом =1,8…2,0.
Из-за указанных различий в одинаковые мощности карбюраторного и дизельного двигателей достигаются при большем рабочем объеме последнего. Из-за этого максимальный крутящий момент дизеля получается больше, чем у карбюраторного двигателя (с вытекающими отсюда положительными последствиями для динамики автомобиля) и отрицательными последствиями (большими габаритами и массой).
Коэффициент молярного изменения. Согласно вышеизложенному, при сгорании происходит возрастание количества кмолей газов на величину:
где - на столько возрастает число кмолей газа при полном сгорании В кг водорода;
- столько молей свободного кислорода выделяется при сгорании из самого топлива.
Таким образом, если для сгорания 1 кг топлива расходуется Мо=Lo кмолей воздуха, то после сгорания образуется Мг=Lo+M кмолей газа.
Отношение числа молей газа после сгорания к числу молей до сгорания называют химическими коэффициентом молярного изменения:
(4)
Фактическое значение коэффициента молярного изменения определяется с учетом находящихся в цилиндре остаточных газов:
(5)
где r – коэффициент остаточных газов.
- коэффициент молярного изменения (1,033).
Как видно из приведенных выражений, коэффициент молярного изменения зависит от коэффициента избытка воздуха; если при =1,2 =1,05, то при =1,0 =1,07 и =0,8 =1,1:
21 Что из себя представляет теоретически необходимое количество воздуха.
Топливо состоит в основном из углерода (С), водорода (Н2) и кислорода. В 1 кг дизельного топлива примерно содержится: углерода - 0,87 кг, водорода - 0,126 кг, кислорода - 0,004 кг. Общую формулу молекул топлива можно записать в виде СпH2п+2.
Если для общности рассуждений принять, что в одном кг топлива содержится У кг углерода, В кг водорода и К кг кислорода, то можно записать:
У + В + К = 1 кг
Общую формулу молекул топлива можно записать в виде СпH2п+2.
Если для общности рассуждений принять, что в одном кг топлива содержится У кг углерода, В кг водорода и К кг кислорода, то можно записать:
У + В + К = 1 кг
Процесс сгорания топлива – это процесс окисления его составных элементов (углерод и водород) кислородом.
Горение углерода: С + О2 = СО2,
т.е. для сгорания 1 кг – атома С требуется 1 кмоль О2.
Из уравнения также видно, что из 1 кмоля О2 образуется 1 кмоль СО2. Отметим, что согласно закону Авогадро, 1 кмоль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем. Следовательно, при горении углерода объем газа до сгорания оказывается равным объему газа после сгорания (объемом углерода, входящего в состав жидкого топлива пренебрегаем).
Заметим, что при недостатке кислорода углерод сгорает не полностью, образуя окись углерода СО (угарный газ).
Из уравнения сгорания водорода также следует, что при сгорании водорода при затрате 1 кмоль О2 образуется 2 кмоля паров воды, т.е. число молей газов возрастает в 2 раза. Следовательно, объем увеличивается в 2 раза. Это означает, кроме всего прочего, и то, что при использовании в качестве топлива водорода, если бы даже тепло не выделялось, давление все равно бы поднималось и работа совершалась (из-за увеличения объема газа).
Общее количество кислорода, необходимого для полного сгорания одного кг топлива, получим сложив количества кислорода на сгорание углерода и водорода и вычтя кислород, находящийся в самом топливе (К/32) и вступающий затем в реакции окисления.
Для полного сгорания 1 кг топлива потребуется кислорода (кмолей):
, (1)
где: - число кмолей кислорода, содержащегося в 1 кг самого топлива.
Для определения количества воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива, учтем, что сухой атмосферный воздух содержит по объему 21% кислорода (и 78,1% - азота, 0,93 – аргона, 0,03% - углекислого газа). Отсюда следует, что 1 кмоль воздуха содержит 0,21 кмоля О2 (закон Авогадро).
Составим пропорцию для определения количества кмолей воздуха (Lo), необходимого для полного сжигания 1 кг топлива:
в 1 кмоле воздуха - 0,21 кмоля О2;
в Lo кмоле воздуха - K’ кмоля О2.
Отсюда получаем Lo (в кмоль воздуха на 1 кг топлива):
, (2)
Учитывая, что для воздуха: 1 кмоль 28,95 кг, можно вычислить и массу воздуха, необходимую для обеспечения полного сгорания 1 кг топлива ():
=28,95Lo, кг воздуха/кг топлива.
Для среднего содержания элементов топлива (У=0,87 кг, В=0,126 кг и К=0,004 кг) находим:
В пересчете на нормальные условия (760 мм рт.ст. и 0С) такое количество занимает объем:
, м3 воздуха/кг топлива.