- •Актюбинский государственный университет
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1: вводные сведения.
- •1. Единство и многообразие энергетических установок транспортной техники
- •2. Принципы работы различных энергетических установок.
- •3. Современное состояние и перспективы развития различных энергетических установок.
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 2: топлива и продукты сгорания.
- •1. Виды топлив применяемых в теплоэнергетических установках и их краткая характеристика.
- •2. Физико-химические основы процесса сгорания топливо-воздушных смесей в различных теплоэнергетических установках.
- •3. Продукты сгорания и их влияние на окружающую среду. Способы обезвреживания продуктов сгорания.
- •Токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 3: рабочий процесс поршневой энергетической установки транспортной техники
- •1. Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых двс. Индикаторные диаграммы.
- •2. Процессы газообмена. Характеристика и параметры процессов газообмена.
- •3. Влияние различных факторов на процессы газообмена. Развития систем газообмена.
- •4. Процесс сжатия
- •Значения параметров процесса сжатия
- •Лекция 4: процесс смесеобразования, воспламенение и сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием.
- •1. Процесс смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием.
- •2. Воспламенение и сгорание топлива.
- •3. Нарушения сгорания.
- •4. Влияние различных факторов на процесс сгорания.
- •1. Впрыскивание и распыливание топлива.
- •2. Смесеобразование в дизеле.
- •3. Процессы сгорания и тепловыделения.
- •4. Процесс расширения
- •Значения параметров процесса расширения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 6: индикаторные и эффективные показатели
- •1. Индикаторные показатели. Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием и дизеля.
- •Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием.
- •Pис. 6.1. Зависимости индикаторного кпд от коэффициента избытка воздуха для двигателя с искровым зажиганием (a) и дизеля (б)
- •Влияние различных факторов на индикаторные показатели дизеля.
- •2. Механические потери в двигателе
- •3. Эффективные показатели двигателя
- •Значения индикаторных и эффективных показателей
- •4. Тепловой баланс двигателя
- •Влияние различных факторов на тепловой баланс двигателя
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 7. Характеристики и способы повышения мощности энергетических установок.
- •1. Характеристики энергетических установок.
- •2. Виды характеристик поршневых двс.
- •3. Способы повышения мощности двигателя
- •Контрольные вопросы
- •1. Кинематические характеристики движения.
- •2. Динамика кривошипно-шатунного механизма
- •3. Влияние конструктивных соотношений кривошипно-шатунного механизма на параметры двигателя
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 9: испытание энергетических установок.
- •1. Цели и виды испытаний.
- •2. Методы и приборы для проведения испытаний энергоустановок.
- •3. Техника безопасности при испытаниях.
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 10: кривошипно-шатунный механизм.
- •1. Классификация и назначение, компоновочные и кинематические схемы, конструкция элементов корпусной и цилиндровой группы.
- •2. Конструкция элементов поршневой группы.
- •3. Конструкция элементов шатунной группы.
- •4. Конструкция коленчатого вала
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 11: механизм газораспределения
- •1. Назначение, основные конструкционные решения и схемы грм.
- •2. Конструкция элементы механизма газораспределения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция №12. Смазочная система и система охлаждения
- •1. Основные функции и работа смазочной системы.
- •2. Основные агрегаты смазочной системы
- •3. Назначение и основные требования системе охлаждения
- •4. Агрегаты системы охлаждения и регулирование температуры охлаждающей жидкости
- •12.2. Схема системы охлаждения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекция 13. Система питания топливом и воздухом. Система питания двигателя
- •1. Назначение, основные требования и конструктивные особенности системы питания двигателей с искровым зажиганием
- •2. Назначение, основные требования и конструктивные особенности приборов системы питания дизелей
- •3. Требования, предъявляемые к системам очистки воздуха, конструктивные особенности приборов подачи воздуха.
- •Контрольные вопросы
- •Лекция №14. Системы пуска энергетических установок.
- •1. Способы пуска двигателя
- •2. Средства, облегчающие пуск двигателя
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 15. Работа энергетических установок в эксплуатации
- •1. Работа энергетических установок в эксплуатации на неустановившихся режимах.
- •2. Технико-экономические показатели работы энергетических установок в эксплуатации.
- •Литература
4. Процесс расширения
Процесс расширения происходит при рабочем ходе поршня, в котором совершается положительная работа. При расширении изменяются давление, объем и площадь поверхности надпоршневого пространства. Процесс сопровождается также потерями небольшого количества рабочего тела через поршневые кольца.
В процессе расширения после прохождения поршнем ВМТ провожается сгорание топливовоздушной смеси и, несмотря на увеличение объема, повышается давление.
Выделяющаяся при этом теплота расходуется в основном на повышение внутренней энергии рабочего тела, частично отводится через поверхности камеры сгорания в систему охлаждения, а также используется на положительную работу. В дизелях увеличение давления продолжается дольше, чем в двигателях с искровым зажиганием.
При дальнейшем перемещении поршня в сторону НМТ нарастание давления замедляется, оно достигает максимального значения, а затем резко снижается. Максимальное значение Тz в цилиндре достигается позже максимума рz .
Значения параметров процесса расширения (табл. 5.2) зависят от типа двигателя, его конструктивных особенностей и режима работы.
Таблица 5.2
Значения параметров процесса расширения
|
Тип двигателя |
рв, МПа |
Тв, К |
|
Двигатель с искровым зажиганием |
0,35...0,5 |
1200... 1500 |
|
Дизель |
0,2...0,4 |
1000... 1200 |
С увеличением частоты вращения уменьшается время теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра.
При прогреве двигателя расширение сопровождается большими потерями теплоты в стенки камеры сгорания и цилиндров.
При использовании керамических материалов с низкими коэффициентами теплопроводности для деталей, формирующих надпоршневое пространство, тепловые потери в систему охлаждения снижаются.
Контрольные вопросы.
1. Для чего необходимо открывать выпускной клапан не доходя до НМТ?
2. Что такое перекрытие клапанов и для чего оно используется?
3. Как влияют на наполнение цилиндров свежим зарядом фазы газораспределения, частоты вращения, состояние фильтра очистки воздуха?
4. Сформулируйте принципы выбора степени сжатия для двигателя с искровым зажиганием и для дизеля.
5. Охарактеризуйте проблемы, возникшие при смесеобразовании в двигателе с искровым зажиганием.
6. Охарактеризуйте состав топливовоздушной смеси, движущейся во впускном трубопроводе.
7. Какие характерные фазы сгорания можно выделить в рабочем процессе дизеля?
8. Укажите основные виды нарушения сгорания в двигателе с искровым зажиганием и причины, их вызывающие.
9. Сравните различные способы смесеобразования в дизелях.
10. Какие характерные фазы сгорания можно выделить в рабочем процессе двигателя с искровым зажиганием?
Лекция 6: индикаторные и эффективные показатели
1. Индикаторные показатели. Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием и дизеля.
2. Механические потери в двигателе
3. Эффективные показатели двигателя.
4. Тепловой баланс двигателя.
1. Индикаторные показатели. Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием и дизеля.
Индикаторные показатели двигателя характеризуют работу, которая совершается газами в цилиндре двигателя. Они зависят от полноты и своевременности сгорания, а также от тепловых потерь в систему охлаждения и с отработавшими газами.