- •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
- •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?
- •42.При какой индикаторной диаграмме обеспечивается наибольшая экономичность работы двигателя.
- •43.Чем объяснить, что при использовании центробежных и вакуумных регуляторов опережения зажигания экономичность работы возрастает на 10..15%.
- •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
- •53. Что такое вихревое число и чему он равен при различных камерах сгорания?
- •56. Что из себя представляет коэффициент теплоиспользования и почему в дизелях он ниже, чем в ДсИз?
- •57 Чем индикаторные диаграммы процесса расширения дизелей отличаются от ДсИз?
- •58 Какими методами можно определить усредненный показатель политропы расширения?
- •59. Как можно определить истинное значение показателя политропы расширения?
- •60 Как с использованием температуры сгорания найти состояние газа в конце сгорания?
- •61 Как найти температуру в конце сгорания?
- •62 Как найти состояние газа в конце расширения?
- •63. Начертите индикаторную диаграмму процесса выхлопа двухтактного двигателя.
- •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?
- •67 Что из себя представляет среднее индикаторное давление и как можно определить его величину аналитически?
- •68. Как используя среднее индикаторное давление найти индикаторную мощность двигателя?
- •69.Как используется среднее индикаторное давление найти основные размеры двигателя.
- •70. Почему эффективная мощность меньше индикаторной?
- •71.Как экспериментально можно найти индикаторную мощность двигателя.
- •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?
- •79. Чем фактическая степень сжатия отличается от теоретической? Как определить фактическую степень сжатия?
- •81 Перечислите и охарактеризуйте 3 периода процесса сгорания в ДсИз
- •82 Что из себя представляет фактор динамичности цикла топливоподачи в дизелях.
48. Как в дизелях камеры сгорания влияют на жесткость процесса сгорания?
Камера Гесельмана – объемное смесеобразование. Жесткость доходит до 0,7-0,9 МПа/град
В вихрекамерных и предкамерных двигателях 30-40% топлива сгорает в дополнительной камере, где жесткость процесса сгорания очень высока. Но из-за сравнительно малой площади соединительного канала давление в основной камере (цилиндре) возрастает достаточно плохо, а максимальное давление сгорания не превышает 6,5…7,0 МПа. Жесткость для этих ДВС 0,15…0,5 МПа/град.
Камера MAN – пленочное смесеобразование. 90-95% топлива нанесено на поверхность камеры. Топливо, нанесенное в виде пленки на поверхность камеры в поршне, вовлекается в сгорание постепенно, по мере испарения с поверхности камеры, и этим обеспечиваются достаточно малые значения максимальной скорости нарастания давления и давления сгорания. Жесткость 0,4-0,5 МПа/град.
Камера ЦНИДИ – объемно-пленочное смесеобразование. Около 50% топлива нанесено на поверхность камеры. Жесткость 0,5-0,7 МПа/град.
Тороидальная камера – объемно-пленочное смесеобразование. В этой камере создается энергичное организованное движение воздуха которое обеспечивается уже при впуске его в цилиндр (соответствующим конструированием всасывающего тракта и расположением всасывающего клапана). Жесткость достигает до 0,6-0,8 МПа/град.
49 Как происходит смесеобразование в цниди
В отечественных автотракторных дизелях широкое применение получили полуразделенные камеры сгорания ЦНИДИ (Д - 130, Д - 160, Д - 240, Д - 65 и др.), полусферические (Д-37) и тороидальные* (ЯМЗ, СМД-60, А-41, А - 01), объединяющие преимущества двигателей с разделенными камерами и камерами МАN.
Рисунок 6 Камера ЦНИДИ |
На рисунке 6 изображена камера ЦНИДИ. При ней на объем в поршне приходится более 78 - 84 % объема камеры сжатия, а отверстия распылителя ориентируются таким образом, что значительная часть впрыскиваемого топлива под малым углом попадает на стенки камеры и организованным движением воздуха также "размазывается" по поверхности. Часть топлива оказывается впрыснутой в объем |
камеры сгорания. Как и при пленочном смесеобразовании воспламеняется топливо, впрыснутое в объем камеры, причем находящееся в объеме камеры поршня (количество топлива в надпоршневой полости оказывается недостаточным для самовоспламенения, т.к. за счет радиальных перетеканий оно перешло в камеру в поршне). В итоге обеспечивается сравнительно малая жесткость процесса сгорания - (dр/d)max=0,7МПа/(град п.к.в.); рz =67МПа. В двигателях с такими камерами расход топлива примерно на 6% ниже, чем в предкамерных.Недостатки двигателей с камерами ЦНИДИ состоят в сравнительно низкой термостойкости кромок камеры в поршне (это ограничивает допустимый уровень форсирования в приделах 11…12 кВт/л) и высокой чувствительности к показателям работы топливной аппаратуры, определяющим качество образования топливной пленки и соотношение объемов топлива, впрыскиваемого в объем и наносимого в виде пленки.
50 тороидальная
-
Рисунок 8 Тороидальная камера
Широкое применение получили тороидальные камеры (рисунок 8). Тороидальные камеры иногда относят к открытым камерам. При использовании этих камер обеспечивается комбинированное, так называемое объемно – пленочное смесеобразование. На поверхность данной камеры сгорания попадает значительно меньшее количество топлива. В их смесеобразовании более значительной оказывается роль организованного движения воздуха. Так, если форсунку отрегулировать на 25 МПа и общую энергию, затрачиваемую на смесеобразование, принять за 100 %, то 80 % этой энергии приходится на распыливание и 20 % - на воздушный поток.
Необходимое энергичное вращательное движение воздуха обеспечивается уже при впуске его в цилиндр (соответствующим конструированием всасывающего тракта и расположением всасывающего клапана). Впрыск топлива осуществляется тремя-пятью дырчатыми распылителями с диаметром отверстий от 0,15 до 0,4 мм. Давление начала впрыска - около 17,5 МПа.
Выражение для оценки максимальной скорости нарастания давления двигателя ЯМЗ - 238 с тороидальной камерой предложено М.С. Ховахом и Г.М. Камфером в следующем виде:
(dр/d)max=К ,
где тv1 - количество топлива, испарившегося за первый период;
К - экспериментальная константа;
рн.в. - давление в цилиндре в момент начала впрыска топлива;
- продолжительность впрыска топлива.
Максимальная скорость нарастания давления при этих камерах достигает 0,6-1,0 МПа/(град п.к.в.).
Рисунок 1 Схема вихрекамерного двигателя: в – частота вращения вихря |
51 Вихрекамерные и предкамерные двигатели
Их (рисунок 1, двигатели Д-54, СМД-14, Д-50 и др.) иногда называют двигателями с разделенными камерами. При них обеспечивается объемное смесеобразование. Необходимое его качество достигается трехступенчатым раздроблением топлива за счет энергий: - впрыска топлива; - вихря, образующегося при перетекании воздуха из основной камеры в вихревую; |
- перетекания горящей топливогазовой смеси из вихревой камеры в основную.
На вихревую камеру в оптимальном случае приходится 50-80 % объема камеры сжатия. Площадь сечения канала, соединяющего вихревую камеру с основной, находится в пределах 1...2,5% от площади поршня. Отношение частот вращения вихря и коленчатого вала (вихревое отношение) доходит до 25…30. Продолжительность впрыска – 25…35 град. п.к.в.
52. Двигатели с камерами MAN При этих камерах (рисунок 4) обеспечивается так называемое пленочное смесеобразование. Здесь факел топлива направляется на поверхность камеры, расположенной в поршне и выполненной в виде полусферы с диаметром, равным половине диаметра поршня. Факел подхватывается вращающимися потоками воздуха (с вихревым числом ~6) и размазывается по поверхности камеры. При этом около 90-95% топлива оказывается нанесенной в виде пленки на поверхность камеры и только около 5…10% - впрыснутой в объем камеры. Температура стенки поршня – около 600 К выдерживается охлаждением |
Рисунок 4 Камера MAN |
|
|
|
днища поршня струей масла. Воспламеняется топливо, впрыснутое в объем камеры. Остальная часть его вовлекается в сгорание постепенно, по мере испарения с поверхности камеры, и этим обеспечиваются достаточно малые значения максимальной скорости нарастания давления и давления сгорания. Двигатели отличаются малым удельным расходом топлива (рисунок 5). К тому же они позволяют существо расширить диапазон используемых сортов топлива (вплоть до использования легких топлив). Недостаток их - трудный запуск (когда поршень еще не нагрет). |