Основные параметры двигателей автомобиля и их типы
Сердце автомобиля – ДВС или двигатель внутреннего сгорания, сложный технологический узел, обладающий множеством параметров. Их необходимо знать автолюбителю, чтобы ориентироваться при выборе автомобиля и ориентироваться во время эксплуатации и при ремонте. Наиболее значимыми параметрами являются:
- Объем камер сгорания – определяет показатель расхода топлива и в значительной степени мощности;
- Мощность – измеряется в киловаттах, но чаще используются лошадиные силы;
- Крутящий момент – тяговое усилие;
- Расход топлива
При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим; - Расход масла — тут важно учитывать тип, а порой и марку потребляемого масла.
При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим;Существует разделение ДВС на такие типы:
- Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
- Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
- Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;
В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые.
Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.
Количество цилиндров двигателяКоличество цилиндров в ДВС определяют его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличилось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились больше. Решением в части экономии пространства стала концепция расположения цилиндров.
Расположение цилиндровСуществует такое понятие, как конфигурация двигателя, она определяется компоновкой цилиндров, их расположением. Можно выделить 2 основных типа – рядный, когда цилиндры расположены в ряд и V-образный. Второй тип наиболее часто используется в современном автопроме. В этом случае цилиндры располагаются под углом и соединяются с коленчатым валом, образуя латинскую букву V. Такая компоновка имеет подвиды:
- W-образное расположение цилиндров;
- Y-образное расположение цилиндров.
Реже применяются компоновки, образующие форму латинских букв U и H.
Рабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем.
Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.
Основным материалом в производстве двигателей являются металлы и их сплавы:
- Чугун – обеспечивает надежность и прочность, но минусом является внушительный вес;
- Алюминиевые сплавы – дают неплохую прочность, при этом легкие. Недостаток – большая стоимость;
- Магниевые сплавы – наиболее дорогостоящий материал, отличается высокой прочностью.
Недостаток – большая стоимость;Многие производители автомобилей комбинируют материалы. Это во многом диктуется принадлежностью модели к тому или иному классу, что ставит ее в определенные ценовые рамки.
Мощность двигателяОсновополагающий параметр ДВС. Он измеряется в лошадиных силах, реже в кВт (киловатты). Мощность определяет скоростной предел и динамику разгона. Это еще один важный момент в условиях высокой конкуренции между производителями. Серьезная борьба идет в сегменте премиумных, спортивных автомобилей, а также в классе роадстеров и мускулкаров. Здесь разгон от 0 до 100 км/ч играет важную роль и может быть меньше 4 секунд.
Крутящий момент – параметр, определяющий тяговую силу мотора, обозначается Н/м (Ньютоны на метр). Значение непосредственно связано с мощностью и динамикой, хотя и не является для них определяющим.
В значительной степени крутящий момент влияет на «эластичность» силового агрегата. Под этим словом подразумевается возможность ускоряться при низких оборотах. Соответственно, чем больше ускорение, тем эластичней мотор.
Показатель потребления топлива двигателем зависит от его рабочего объема, а соответственно мощности. Основополагающую роль играет тип топливной системы:
- Карбюраторная;
- Инжекторная.
Измеряется показатель в литрах на 100 км. Техническая документация современных автомобилей предоставляет данные о расходе топлива при нескольких режимах движения: езда по городу, трассе, смешанный тип. В некоторых моделях, преимущественно внедорожниках, указывается расход при движении в условиях бездорожья, так как задействуются все 4 колеса и потребление бензина, дизеля значительно возрастает.
Тип топливаДВС могут потреблять разные виды топлива, но в основном используются:
- Бензин – продукт переработки нефти-сырца или вторичной перегонки нефтепродуктов. Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
А – бензин автомобильный;
И – октановое число определено исследовательским способом. Если этой буквы в маркировки нет, значит, октановое число выведено моторным методом. - Дизель или дизельное топливо – получается путем промышленного перегона нефти. В его состав входят 2 вещества:
1. Цетан – легковоспламеняющийся компонент, чем его содержание больше, тем выше качество топлива;
2. Метилнафталин – не горючий компонент.
Основополагающими характеристиками дизеля являются: прокачиваемость и воспламеняемость. В зависимости от спецификации подразделяется на: летнее, зимнее, арктическое (ориентировано на использование при экстремально низких температурах).
Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
Также ДВС в качестве топлива может использовать газы: метан, пропан, бутан. Для этого на автомобиль устанавливаются специальные системы.
Расход маслаПоказатель расхода масла указывается производителем автомобиля в технической документации к нему. Нормальным считается потребление смазки в соотношении 0,8–3% от потребляемого количества топлива. Также на этот показатель влияет размер двигателя, он увеличивается на больших, мощных агрегатах, особенно дизельных.
Различают расход масла:
- Штатный – испарение смазочного материала с цилиндров, выдавливание через картер газами, смазка компрессора турбины;
- Нештатный – течи уплотнений, потеря масла через сальники коленвала, маслосъемные поршневые кольца, перемычки поршня, когда происходит их разрушение.
К чрезмерному расходу приводит использование масла низкого качества и несоответствующей требованиям технической эксплуатации марки.
Ресурсная прочность – показатель, определяющий частоту проведения ТО. Измеряется пробегом. Оптимальное количество пройденных километров от 5000 до 30 000. Этот показатель дает возможность рассчитать максимальный срок эксплуатации силового агрегата.
Тип топливной системыНа бензиновые и дизельные моторы устанавливаются разные типы топливных систем. Бензиновые агрегаты могут оснащаться карбюраторной или инжекторной системой. Первая основана на механическом принципе, подача топлива регулируется дроссельной заслонкой. Второй тип – инжекторный позволяет осуществлять настройки с помощью электронных средств. Это значительно увеличивает КПД двигателя, сокращает расход топлива.
Дизельные агрегаты оснащаются ТНВД (топливными насосами высокого давления). Это устройство считается устаревшим и ненадежным. Чаще всего оно используется совместно с форсунками, обладающими функциями насоса.
Существует 2 разновидности топливных бензиновых систем: карбюраторная, инжекторная. Они отличаются конструктивным устройством, а также принципами подачи топлива в цилиндры:
- Карбюратор вливает бензин сплошным потоком, что затрудняет его смешивание с воздухом и детонацию. Это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению технических характеристик мотора;
- Инжекторная система превращает топливо в мелкодисперсную субстанцию – распыляет его. Это дает ему возможность быстро смешиваться с воздухом внутри цилиндра и приводит к увеличению характеристик двигателя и уменьшению расхода топлива.
Существует одноточечная и многоточечная система впрыска. Первая не используется на современных моторах, вторая, в свою очередь, многоточечная система бывает:
- Прямой. В этом случае обеспечивается оптимальный расход топлива, увеличивается мощность двигателя и его ресурсная прочность. Недостатком системы является нестабильность работы на малых оборотах. Также минусом можно считать высокую требовательность к качеству бензина.
Она обеспечивает стабильную работу силового агрегата, но не обеспечивает высокую динамику и не увеличивает мощность;Классическая схема впрыска топлива дизельного ДВС выглядит так:
- ТНВД – топливный насос высокого давления подает горючее в рампу;
- В рампе дизельное топливо нагнетается и с помощью форсунок-насосов подается в камеру сгорания.
На сегодняшний день это наиболее надежная схема впрыска дизельного топлива.
Форсунки впрыскаПо принципу работы форсунки впрыска бывают:
- Механические;
- Пьезотронные.
Последние обеспечивают плавную работу двигателя.
Больше ни на какие характеристики мотора форсунки впрыска не влияют.
Клапана, их количество влияет на показатель мощности мотора. Считается, что при большем количестве клапанов, работа двигателя становится плавнее. Устанавливаются они на впуск и выпуск цилиндра от 2 до 5 штук. Недостатком большого количества клапанов является увеличенный расход топлива.
КомпрессорГлавная функция компрессора – повышение мощности ДВС без увеличения его размеров. Это делается с помощью нагнетания в камеру сгорания большего объема воздуха, что позволяет делать взрыв топливной смеси более мощным. Устанавливается компрессор на впускную систему автомобиля.
Компрессор приводится в движение механическим способом через соединение с коленвалом. Это делается посредством ремня или цепи. Турбокомпрессор нагнетает воздух под действием потока газов, которые крутят турбину, отвечающую за подачу дополнительной порции атмосферной массы.
Компрессоры по принципу подачи воздуха делятся на:
- Центробежные – простая конструкция, где нагнетателем является крыльчатка;
- Роторные – воздух нагнетается кулачковыми валами;
- Двухвинтовые – функции нагнетателей выполняют винты, расположенные параллельно друг другу.
ГРМ или газораспределительный механизм отвечает за потоками газов в цилиндре. Он также выполняет функцию переключателя фаз процесса распределения. Принцип действия основан на блокировании и открывании впускных и выпускных отверстий камер сгораний. Это делается при помощи регулировочных элементов:
- Клапанов;
- Валов с приводами;
- Толкателей;
- Коромысел;
- Шлангов.
По принципу управления процессом распределения газов ГРМ разделяются на:
- Клапанные;
- Золотниковые;
- Поршневые.
Основные параметры и характеристики двигателя
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Основные параметры и характеристики двигателя
Читать далее:
Основные параметры и характеристики двигателя
Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива.
Различают индикаторную, эффективную, литровую и налоговую мощность.
Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована для выполнения полезной работы. Часть ее расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя (цилиндр — поршень, коленчатый вал — подшипники), на привод вспомогательных механизмов (водяной и масляный насосы, вентилятор, генератор и др.), на процесс газообмена в цилиндре (впуск свежего заряда и выпуск отработавших газов). Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью механических потерь NM. Величина NM зависит от типа двигателя и условий его эксплуатации. На величину NM оказывает влияние температура охлаждающей жидкости и масла в Двигателе.
Одним из основных показателей качества двигателя является его экономичность, которая определяется количеством топлива GT в килограммах, расходуемым двигателем за 1 ч работы. Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Тепловой баланс двигателя может определяться экспериментально или расчетным путем.
Автотракторный двигатель эксплуатируется в условиях переменных нагрузок, частого изменения скоростного режима, поэтому мощность двигателя всегда должна соответствовать такой величине, при которой машина движется с требуемой скоростью, обеспечивает заданные динамические качества при высокой топливной экономичности. Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой называется графическая зависимость одного из основных показателей работы двигателя (эффективная мощность Ne, эффективный крутящий момент Ме, частота вращения пе коленчатого вала, эффективный удельный расход топлива ge) от другого показателя или фактора, влияющего на его работу. Характеристики двигателей снимаются во время испытаний на специальных стендах при установившихся режимах работы.
Различают скоростные, нагрузочные и регулировочные характеристики двигателей.
Скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента на валу двигателя Ме, эффективных часового де и удельного ge расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала пе. Различают внешнюю скоростную характеристику, соответствующую полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или аксимальной подаче топлива в дизеле, и частичные скоростные характеристики, полученные при неполностью открытых дроссель-ных заслонках или подачах топлива. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя снимается в диапазоне от минимальной устойчивой частоты вращения, соответствующей номинальной эффективной мощности. При малой частоте вращения коленчатого вала развиваемая двигателем мощность Ne невелика ввиду медленного сгорания топлива, сопровождаемого большой теплоотдачей.
Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей
Однако с дальнейшим увеличением пе рост развиваемой двигателем мощности начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления ре в цилиндрах из-за уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь.
Внешнюю скоростную характеристику дизеля снимают при максимальной подаче топлива в цилиндры на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения впрыска топлива. В диапазоне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от пх до пt двигатель может работать только без нагрузки.
Рекламные предложения:
Читать далее: Топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Основные параметры двигателей внутреннего сгорания
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЕИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [c.35]Основными параметрами двигателей внутреннего сгорания, характеризующими их работу, является мощность Л д, крутящий момент УИд и угловая скорость Шд. Связь между этими параметрами представлена на рис. 1, из которого видно, что изменение крутящего момента от нуля до номинала соответствует изменению скорости вращения на 8—12% у дизелей и на 20% у карбюраторных двигателей.
Двигатели внутреннего сгорания способны развивать крутящие моменты, превышающие номинальное значение. Однако при этом их угловая скорость резко падает. Перегрузочная способность двигателей внутреннего сгорания характеризуется коэффициентом приспо-
[c.12]
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [c.35]
В технике очень часто приходится иметь дело с газообразными веществами, представляющими механическую смесь отдельных газов, например, доменный и светильный газ, отходящие газы из котельных установок, двигателей внутреннего сгорания, реактивных двигателей и других тепловых установок. Воздух также представляет собой газовую смесь, состоящую из азота, кислорода, углекислого газа, водяных паров и одноатомных газов. Поэтому для решения практических задач необходимо уметь определять основные параметры газовой смеси газовую постоянную, среднюю молекулярную массу, парциальные давления и др. [c.30]
При исследовании идеальных термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты, основные параметры состояния рабочего тела в типичных точках цикла, причем температуры в промежуточных точках вычисляют как функции начальной температуры газа вычисляют термический к.
п. д, цикла по основным характеристикам и производят анализ термического к. п. д.
[c.260]
Задача 7.16. При расчете потокораспределителя в системе охлаждения автотракторного двигателя внутреннего сгорания жидкостный тракт заменяется сложной эквивалентной гидравлической сетью. Число участков для двигателей семейства ЗИЛ колеблется от 20 до 800. На рисунке представлена модельная сеть гидравлической системы охлаж-, дения двигателя внутреннего сгорания, состоящая из 13 участков. Основные геометрические параметры приведены в таблице [c.161]
Основными рабочими телами современной энергетики являются водяной пар и воздух. Вода и водяной пар используются в ТЭС и АЭС, воздух — в газотурбинных установках (ГТУ) и двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Воздух при тех параметрах, которые имеют место в ГТУ и ДВС, можно считать идеальным газом воду и водяной пар, очевидно, считать идеальным газом нельзя. Поэтому методика расчета термодинамических свойств воздуха и водяного пара различна.
[c.243]
При использовании метода аналогичности могут быть приняты другие произвольно выбранные условия определения масштабов уравнение (4) тогда будет иметь иную форму при том же числе критериев аналогичности. Полученная форма уравнения (4) предпочтительна в связи с тем, что она может быть использована и при Гд = 0. Случай 0, возможный для некоторых видов двигателей, практического значения не имеет, так как такие машины обычно снабжают регуляторами частоты вращения. Это относится в основном к машинам с приводом от двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин. Величины Гд и здесь определяются параметрами регулятора, так как их значения для этих двигателей малы и могут не учитываться. [c.40]
Виды сил, возбуждающих колебания. В двигателе внутреннего сгорания имеются две основные силы, возбуждающие колебания — сила, обусловленная сгоранием газовой смеси в цилиндре, и сила механического происхождения.
Изменением первой силы, скажем, во времени можно воздействовать на уровень общего шума работающего двигателя. Однако такое изменение повлияет также на мощность двигателя, его выхлоп и экономичность, поэтому все изменения здесь можно осуществлять в определенных пределах. Механические силы порождаются работой поршней, и для их уменьшения можно варьировать различные параметры, такие, как масса поршня, объем камеры сгорания цилиндра двигателя и смещения поршня, а также меняя динамические взаимодействия поршня и цилиндра.
[c.372]Ручные перфораторы применяют, главным образом, для образования отверстий в различных материалах. Некоторые модели могут работать в режимах молотка и сверлильной машины. Перфораторы являются импульсно-силовыми машинами со сложным движением рабочего органа — бура, для чего в трансмиссии перфоратора имеются ударный и вращательный механизмы, иногда конструктивно совмещенные. Основными параметрами перфораторов являются энергия и частота ударов. По назначению различают перфораторы для образования неглубоких отверстий (300.
.. 500 мм) в материалах с прочностью 40. .. 50 МПа и глубоких отверстий (2000. .. 4000 мм и более) в материалах практически любой прочности (200 МПа и более). По типу привода перфораторы подразделяют на машины с электрическим (электромеханическим и электромагнитным), пневматическим приводом и от двигателей внутреннего сгорания.
[c.343]
Сопряжение генератора и приводного двигателя СЧ осуществляется таким образом, что дифференциальное уравнение этого каскада преобразования энергии без учета свойств первичного источника энергии и замыкающего звена цепи можно рассматривать как линейное. Это справедливо в пределах основного рабочего диапазона изменения координат и Qi( ) названных электрических машин. Поэтому в (7-9) оператор B iip) и коэффициент Ад1 характеризуют свойства не только ПД силовой части, но и электрического генератора как сети ограниченной мощности. Заметим, что все параметры рассматриваемого промежуточного каскада цепи преобразователей энергии характеризуют процессы, происходящие в системе генератор — приводной двигатель, без учета свойств двигателя внутреннего сгорания и силовой части СП.
Так же, как и для силовой части СП, (7-9) отвечает неизменяемой части каскада, т. е. не учитывает изменения его динамических характеристик при добавлении обратных связей по напряжению и току генератора для коррекции режима его работы.
[c.403]
Ниже приводятся основные понятия и размерные параметры, характеризующие поршневой двигатель внутреннего сгорания. [c.10]
Рассмотренные особенности работы двигателя внутреннего сгорания и определяют основные требования к характеристикам систем зажигания. Особое среди них место занимают требования к стабильности параметров и регулировочных характеристик системы зажигания, так как самое небольшое их изменение немедленно отражается на мощностных показателях двигателя, резко ухудшает его экономичность и увеличивает содержание токсичных продуктов в составе отработавших газов. [c.77]
Доводку надежности и работоспособности основных узлов, а также отработку обслуживающих генератор систем производят аналогично тому, как это имеет место при освоении соответствующих элементов конструкции обычных двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров.
Наиболее трудоемким при этом является выбор рациональной конструкции и технологии изготовления поршней и рабочего цилиндра двигателя, детали которых подвержены непосредственному воздействию высоких температур и давлений. В связи с этим при доводке поршневой группы и цилиндра двигателя необходимо иметь достаточно полное представление о рабочих параметрах, определяющих тепловую и динамическую напряженность этих деталей.
[c.159]
Динамические расчеты регуляторов двигателей внутреннего сгорания основываются на линейной теории непрерывного регулирования. Эта теория была создана И. А. Вышнеградским [25] и применена им к анализу динамики регулятора прямого действия с вязким трением. А. Стодола [91] и его последователи [118, 127, 116] разработали далее эту теорию применительно к регуляторам непрямого действия. Применению линейной теории к различным схемам регулирования посвящен ряд новых работ отечественных исследователей [48, 19, 57, 36]. Тем не менее, особенности динамики ряда схем, применяемых в современных регуляторах двигателей внутреннего сгорания, остались неосвещенными и четких рекомендаций по выбору основных параметров проектируемых регуляторов в литературе не имеется.
[c.6]Основными параметрами, характеризующими работу центробежного компрессора, являются расход воздуха через компрессор, степень повышения давления и КПД компрессора. Применяемые в настоящее время для наддува двигателей внутреннего сгорания центробежные компрессоры имеют весьма широкий диапазон изменения этих параметров. Так, степень повышения давления меняется от 1,2 в компрессорах с приводом от вала двигателя, используемых в ряде случаев в качестве второй ступени наддува, до 3—3,5 и более в компрессорах форсированных комбинированных двигателей. В одной ступени возможно получение степени повышения давления порядка 10. В настоящее время считают целесообразным ограничивать степень повышения давления в центробежном компрессоре величиной примерно 3,5— 4,0, а при больших ее значениях переходят на двухступенчатый наддув. Окружные скорости рабочего колеса компрессоров современных комбинированных двигателей на периферии превышают 400 м/с, поэтому для обеспечения высокой прочности колеса необходимо применение высококачественных материалов.
[c.114]
В учебнике рассмотрены основные положения теорий автомобильного двигателя и автомобиля. Описаны теоретические и действительные циклы карбюраторных двигателей и дизелей, приведены параметры, характеризующие работу двигателей внутреннего сгорания. Изложены основные эксплуатационные свойства автомобиля и описаны методы экспериментального и расчетного определения их показателей. Теоретические выводы иллюстрируются числовыми примерами. [c.2]
При использовании параметрических и размерных рядов стремятся соблюдать подобие рабочего процесса, которое, например, для двигателей внутреннего сгорания определяется условиями равенства среднего эффективного давления и равенства средней скорости поршня, что приводит к обоснованному выбору главного параметра (наиболее полного, стабильного в модификациях и независимого от технологии изготовления, применяемых материалов л других факторов) и основных параметров, определяющих эксплуатационные свойства (из их числа выбирают главный параметр).
Например, в соответствии с законом подобия главным параметром двигателя может служить диаметр цилиндра или объем камеры сгорания.
[c.333]
В условных обозначениях ручных машин буквами обозначен вид привода ИЭ — электрический, ИП — пневматический, ИГ — гидравлический, ИМ — моторизованный с двигателем внутреннего сгорания. На каждой ручной машине должны быть указаны за-вод-изготовитель или его товарный знак, полный индекс машины, основной параметр машины, год и месяц выпуска, № ГОСТа. Для пневматических машин дополнительно указывают номинальную мощность (Вт) и частоту вращения, для электрических машин — род электрического тока, напряжение (В), силу тока (А), мощность (Вт), режим работы машины, частоту тока (Гц) для машиИ на частоту 200 и 400 Гц. [c.265]
В первом разделе учебного пособия изложены основные законы термодинамики и их приложения к расчету свойств газов и термодинамических процессов. Последовательно рассмотрены первое начало термодинамики, параметры состояния и уравнения состояния газа, теплоемкость газа, второе начало термодинамики.
Дан термодинамический анализ теоретического цикла Карно, термодинамических циклов поршневого двигателя внутреннего сгорания и газотурбинного двигателя.
[c.2]
В справочнике приводятся данные по наиболее распространенным типам электрических и гидравлических двигателей и двигателей внутреннего сгорания мощностью до 300 л. с. Значительное внимание в справочнике уделено методике вариантного выбора и обоснования кинематических схем привода по наиболее важным технико-экономическим параметрам, а также предварительной компоновке привода на основе обобщенных компоновочных характеристик, которые приводятся в соответствующих разделах справочника для основных алементов передач. [c.5]
Кобальтовыми сплавами наплавляют клапаны двигателей внутреннего сгорания, уплотнительные поверхности паровой арматуры сверхвысоких параметров, матрицы для прессования цветных металлов и сплавов и др. При наплавке необходимо стремиться к минимальному переходу железа из основного металла в наплавленный, иначе свойства последнего резко ухудшаются.
Наплавленный металл склонен к образованию холодных и кристаллизационных трещин, поэтому наплавку ведут с предварительным и иногда с сопутствующим подогревом деталей.
[c.746]
В данной книге рассматриваются конструкция трактора, теория и расчет тракторных двигателей внутреннего сгорания, основы теории трактора и основы расчета его шасси. По каждому механизму трактора приводятся типовые схемы и наиболее характерные образцы их конструктивного выполнения, дается анализ и рекомендации по использованию. Приводится методика расчета узлов и деталей механизмов, справочные данные по основным параметрам трактора и его механизмов. [c.2]
В большинстве случаев машины северного исполнения делают на базе серийно выпускаемых машин. При этом в модификации машины для районов с холодным климатом, как правило, остаются без изменения кинематические схемы механизмов, основные рабочие параметры и характеристика машины. В то же время такие машины существенно отличаются от обычных машин применением хладостойких низколегированных сталей в металлоконструкциях, узлах и деталях и введением специальных видов термической обработки и технологии изготовления их конструктивным упрочнением ответственных элементов и узлов (ходовой части, рабочего оборудования и др.) использованием базовых машин и всех комплектующих изделий в северном исполнении (резинотехнических, электротехнических и др.) применением специальных сортов топлив, масел, смазок и рабочих жидкостей утепленной кабиной и комфортабельными условиями для работы машиниста оборудованием устройствами, облегчающими пуск двигателей внутреннего сгорания и установкой специальных обогревающих устройств для поддержания рабочей температуры основных узлов машины. [c.454]
В результате взаимодействия термодинамической системы и окружающей среды состояние системы будет изменяться. Применительно к термодинамической системе, представляющей собой газообразное тело, которое в этом случае называется рабочим телом, изменение состояния системы будет в общем случае проявляться в изменении ее температуры, удельного объема и давления. Эти характерные для данной системы (рабочего тела) величины называют основными параметрами ее состояния. Таким образом, результатом взаимодействия рабочего х ла и окружающей среды будет также и изменение параметров состояния рабочего тела, и, следовательно, судить о том, взаимодействует термо динамическая система с окружающей средой или нет, можно по тому, изменяются ли параметры состояния системы или нет. Следует иметь в виду, что в теплотехнике в качестве рабочих тел очень широко применяются газы вследствие присущей им упругости и способности в огромных пределах изменять свой объем. Такими газами, например, в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах являются продукты сгорания жидкого и газообразного топлива, а в паровых турбинах — водяной пар. [c.17]
Основные параметры s. s W с аккумуляторной батареей с двигателем внутреннего сгорания [c.75]
Ввиду многочисленности связей между синергетикой и другими областями науки и техники можно было бы думать, что синергетика использует большое число совершенно разнородных понятий. Однако это не так. Ситуацию, сложившуюся в действительности, лучше всего пояснить с помощью аналогии. Объяснить, как действует двигатель внутреннего сгорания, совсем не сложно, по крайней мере если говорить об основных принципах. Но для того, чтобы построить двигатель для обычной машины, гоночной машины или современного винтового самолета, требуется все более и более высокая техническая квалификация. Аналогичным образом основные принципы синергетики допускают весьма простое объяснение, но применение их к любой реальной системе требует значительных специальных (математических) познаний. При работе над этой книгой автор ставил перед собой две цели. Во-первых, доступно изложить основные понятия неустойчивость, параметры порядка и принцип [c.16]
Показатели работы двигателя оказывают большое влияние на эксплуатационные характеристики машины или агрегата, составной частью которых он является. Для оценки этих характеристик необходимо знать показатели двигателя на режимах, соответствующих условиям эксплуатации машины. Показатели двигателя могут быть оценены по графикам, представляющим их зависимость от изменения одного из основных параметров, характеризующих режим двигателя внутреннего сгорания (число оборотов вала, нагрузка, давление заряда, поступающего в цилиндр, и т. п.). Такие зависимости называются характеристиками двигателя. [c.272]
Основными параметрами ручных машин являются потребляемая мощность, для электрических машин — напряжение, род, сила и частота тока для пневматических машин — рабочее давление сжатого воздуха. Единой системы индексации ручных машин не существует. Индексы определяют разработчики машин и их изготовители. Наиболее широко используют индексы, состоящие из буквенной и цифровой частей. Первой буквой И обозначают все ручные машины ( механизированный инструмент ), вторая буква обозначает вид привода Э — электрический, Г — гидравлический, П — пневматический, Д — от двигателя внутреннего сгорания. Первая цифра цифровой части индекса обозначает группу машин 1 — сверлильные, 2 — шлифовальные, 3 — резьбозавертывающие, 4 — ударные, 5 — фрезерные, 6 — специальные и универсальные, 7 — многошпиндель-ные, 8 — насадки и головки инструментальные, 9 — вспомогательное оборудование, 10 -резервная группа. Вторая цифра обозначает исполнение машины О — прямая, 1 — угловая, 2 — многоскоростная, 3 — реверсивная. Последними двумя цифрами обозначают номер модели. Буквы после цифр обозначают очередную модернизацию. Например, индекс ИЭ-1202А расшифровывается как ручная электросверлильная многоскоростная машина второй модели, прошедшая первую модернизацию. [c.340]
Временная реализация. Когда в кoлeбaтeльнo 4 процессе, сопровождающей работу агрегатов, например двигателя внутреннего сгорания, необходимо сохранить фазовые соотношения, несущие основную информацию о параметрах технического состояния, достаточно проанализировать временную реализацию процесса. На рис. 5 дана схема распололвременной селекцией (см. раздел 6). В данном случае диагностическими признаками могут служить смещение соответствующего импульса по фазе, а также его амплитуда. [c.401]
Производственно-отопительная котельная — основной источник тепла на предприятиях, которые пov yчaют электроэнергию со стороны или от собственных, станций с двигателями внутреннего сгорания. Тепло отпускается из котельной с паром или нагретой водой. Количество и параметры теплоносителей зависят от вида производства и установленного на предприятии технологического оборудования. В зависимости от количества, вида и параметров теплоносителя выбирают схему и оборудование котельной. В частности, на ряде лесозаготовительных [c.349]Под методической подготовкой испытаний в широком смысла слова понимается разработка планов проведения основных этапов исследовательских работ, отдельных экспериментов или контрольных проверок, разработка рабочих программ, теоретические и конструктивные разработки узловых вопросов испытаний и подготовка к практическому решению их, продуманный выбор приборов, аппаратуры и методов измерений. Успешному проведению испытаний в значительной мере способствует четкое выяснение основной цели выполняемого исследования, правильный выбор и определение критериев для оценки полученных результатов. Любое экспериментальное исследование или этап испытаний СПГГ поз1воляет или даже требует определять большое количество закономерностей, коэффициентов, параметров. При испытаниях СПГГ можно получить разнообразные зависимости, количество которых во много раз больше, чем это встречается при испытаниях обычных двигателей внутреннего сгорания. Для сокращения трудоемкости исследования следует по возможности ограничивать число зависимостей, используемых для решения основной задачи, и сохранять постоянными все второстепенные условия работы или параметры. [c.138]
Оригинальный метод обоснования уравнения второго зако а термодинамики, стличавшийся от метода Клаузиуса. Учебник Окатова, 1871 г. Регенеративны цикл и его теория. Теория истечения газа и пара с выводом формул скорости истечения, секундного расхода, критического отношения давлений, критической скорости и максимального расхода. Учебник Вышнеградского, 1871 г. Политропный процесс. О двигателях внутреннего сгорания и холодильных установках. Учебник Орлова, 1891 г. Здесь в основном говорилось о зависимости теилосмкости газа от температуры и давления. О критическом состоянии вещества, критических параметрах и экспери-ментальпо.м определении критической те.мпературы. Аналитические соотношения, определяющие условия критической точки на критической изотерме. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое замечание о положении Клаузиуса Энтропия Вселенной стремится к максимуму . Диаграмма Т — 5 и приложение ее при исследовании процессов и циклов. Никлы двигателей Отто и Дизеля и вывод формулы их термического к. п. д. Вывод формулы термического [c.210]
В двигателе внутреннего сгорания тепловая наиряисеппостх. основных деталей определяется величиной и характером протекания тепловых потоков. Конструктивная сложность деталей, различие условий охлаждения по поверхности деталей, неоднородность термодинамических параметров рабочего тела по объему камеры сгорания приводят к тому, что условия теплоотдачи по поверхности деталей, ограничивающих внутрицплиидровый объем, [c.231]
Основные параметры рабочего процесса. Коэффициент избытка воздуха а в двигателях внутреннего сгорания имеет большое значение как для полноты сгорания топлива, так и для эффективного использования рабочего объема цилиндра. Для различных типов двигателей на основании опытных данных берут следующие значения коэффициента избытка воздуха для газовых двигателей а = = 1,05- 1,4 для компрессорных двигателей я— 1,5-г-2 для беском-прессорных двигателей а = 1,6-f-2,1 для бензиновых двигателей а = 0,9-ь 1,1. [c.305]
Основные параметры обработки выбираются таким образом, чтобы нагрев матрицы был минимальным, а скорость кристаллизации (охлаждения) — наибольщей. В зависимости от свойств матрицы и легирующих компонентов скорость сканирования луча лазера колеблется в пределах 12… 1270 см/мин, при этом время плавления металла в данной точке не превышает 0,1…1,5 с. Производительность лазерного легирования довольно высокая при обработке, например, рабочих поверхностей клапана двигателя внутреннего сгорания она составляет 2400 деталей в 1 ч. [c.366]
Для привода генератора применяют двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели. Агрегат, состоящий из сварочного генератора и приводного двигателя, в качестве которого применен двигатель внутреннего сгорания, называется сварочным. Основные параметры сварочных агрегатов регламентируются стандартом. Агрегат, состоящий из сварочного генератора и приводного двигателя, в качестве которого применен электродвигатеть, называют сварочным преобразователем. Основные параметры сварочных преобразователей регламентируются стандартом. [c.18]
ТУРБИНЫ паровые, ротационные двигатели с непрерывным рабочим процессом. По способу своего действия Т. паровая принадлежит. к классу ротационных двигателей и в отличие от двигателей поршневых (паровых машин и двигателей внутреннего сгорания) характеризуется основным признаком—непрерывностью рабочего процесса. При установившемся рабочем режиме по скорости и нагрузке в каждой определенной точке рабочих органов и полостей Т. все параметры процесса — скорости, статич. и динамич. усилия, давление,, темп-ра и теплосодержание—о с т а ю т с я постоянными по времени весь процесс является процессом непрерывным. Наоборот, в поршневой машине любого типа и назначения рабочий процесс представляет собою процесс периодический с непрестанно меняющимися элементами в каждой определенной, так сказать, координате рабочих органов процесс является пульсирующим, большей или меньшей частоты в зависимости от числа оборотов Всякий периодический процесс сопровождается появлением периодических, иногда меняющихся в весьма широких пределах, сопровождающих его динамич. эффектов. Этот неизбежный спутник всякого процесса поршневого-двигателя в. значительной мере усложняет-конструктивные формы и в конечном итоге-является отрицательным процессовым фактором, с которым особенно приходится считаться в современных быстроходных поршневых двигателях. В отличие от этого принцип непрерывности, характеризующий работу лопаточных двигателей, обладает ценным-, свойством—постоянством и устойчивостью рабочего процесса и отсутствием периодических, возмущающих усилий. Непрерывность процесса позволяет применять высокие скорости как рабочего тела, так и рабочих органов, превышающие во много раз соответственные скорости в поршневых двигателях и позволяю-пдие осуществлять нанвыгоднейшие кинематич. соотношения для получения возможно максимальной тепловой экономичности. В тепловом термодинамич. отношении ноирерывность процесса представляет выгоду в том отношении, что в большей море обеспечивает постоянство тепловых явлений, теплоотдачи, перехода одного вида энергии в другой, а вместе с этим, почти сводя колебания вышеуказанных явлений на-пет, улучшает условия работы машины в целом и позволяет надежнее учитывать влияние отдельных, постоянных для данной машины факторов. В Т. тепловая энергия преобразуется, вначале в промежуточную форму—и энергию кинетическую (истечения), а послед- [c.111]
Размерный ряд учитывает, что в большинстве случаев привод гидромуфт будет осуществляться от асинхронных короткозамкнутых двигателей. 4a T0ta иращения и мощности гидромуфт соответствуют параметрам электродвигателей серий АО и А02. Пользуясь таблицей в работе [3], можно подобрать электродвигатель и регулируемую гидромуфту при заданных мощности и частоте вращения ведущего вала. В случае привода от двигателя внутреннего сгорания может быть использована номограмма основных параметров (см. рис. 14). [c.58]
Двигатель внутреннего сгорания
Кратко мы разберем основные характеристики и отличия поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания.
- Тип ( код) двигателя. Каждый производитель автомобилей присваивает своим силовым агрегатам буквенно-цифровые коды, позволяющие подобрать запасные части в зависимости от комплектации конкретной модели автомобиля. Тип двигателя наносится методом выдавливания на отфрезерованный, технологический отлив блока цилиндров или выдавливается на специальной табличке, которая прикрепляется к блоку цилиндров. Как правило, там же содержится информация и о номере двигателя. Некоторые производители наносят эти данные на головку блока цилиндров (например, AUDI двигатель AAN). В подавляющем большинстве случаев можно прочесть нанесенные данные о типе двигателя, без подъемных механизмов или снятия агрегата с автомобиля.
- Диаметр цилиндра. ( D ) Диаметр цилиндра это размер отверстия в блоке цилиндров (гильзе цилиндра), в котором поступательно двигается поршень. Это конструктивный параметр блока цилиндров влияющий на рабочий объем двигателя. Помимо этого, от диаметра цилиндра зависит общая габаритная ширина и длина двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Данные размере номинального диаметра цилиндра указываются при комнатной температуре (+20 градусов Цельсия). Измерения производятся нутромером или аналогичным по точности инструментом.
- Ход поршня. ( S ) Ход поршня это расстояние между положением любой точки поршня в верхней мертвой точке (В.М.Т. Верхняя Мертвая Точка – крайнее верхнее положение, достигаемое поршнем в цилиндре ДВС ) и положение поршня в нижней мертвой точке (Н.М.Т). Это конструктивный параметр коленчатого вала, влияющий на рабочий объем двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Измерения производятся штангель-циркулем или аналогичным по точности инструментом. Как правило, измерения производятся непосредственно на коленчатом валу. От размера, хода поршня зависит габаритная высота двигателя .
- Количество цилиндров двигателя. ( z ) Количество цилиндров является важнейшей конструктивной характеристикой двигателя. В зависимости от количества цилиндров рассчитывается и проектируется и система охлаждения двигателя. Количество цилиндров самым прямым образом влияет на общие габаритные размеры и вес автомобиля. Например: c увеличением количества цилиндров при одном и том же литраже двигателя размеры его цилиндров уменьшаются. Это уменьшение вследствие увеличения отношения внутренней поверхности цилиндра к его объему сопровождается усилением охлаждения двигателя. Уменьшение диаметра цилиндра позволяет создавать камеру сгорания улучшенной формы и вместе с обстоятельством усиления охлаждения позволяет производителем создавать более экономичные двигатели. Но есть и обратная сторона, увеличение количества цилиндров ведет к общему удорожанию силового агрегата. В современном автомобильном моторостроении получили распространение 2-х, 3-х , 4-х , 5-и , 6-и , 8-и , 10-и , 12-и , 16 –и цилиндровые двигатели.
- Объем двигателя. ( V ) Как правило, в справочниках и каталогах указывается рабочий объем двигателя.
Рабочий объем двигателя ( VH ) (литраж двигателя) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. То есть, это произведение рабочего объема одного цилиндра на количество цилиндров.
VH = Vp * Z
Рабочий объем цилиндра ( Vp ) — это пространство, которое освобождает поршень при перемещении из верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точки (НМТ).- Объем камеры сгорания ( Vk )— объем полости цилиндра и камеры сгорания в головке блока цилиндров над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (ВМТ) — т.е. в крайнем положении и в наибольшем удалении от коленчатого вала. Параметр, прямо влияющий на степень сжатия двигателя. В гаражных условиях измерение камеры сгорания производится с помощью измерения объема жидкости заполняющего камеру.
Полный объем цилиндра ( Vo ) это сумма рабочего объема одного цилиндра + объем одной камеры сгорания в головке блока.
Vo = Vp + Vk
- Количество клапанов на один цилиндр. В современном автомобилестроении все чаще и чаще применяются двигатели с мульти клапанным газораспределительным механизмом. Увеличение количества клапанов является важнейшим параметром позволяющим получать большую мощность при одном и том же объеме двигателя, за счет увеличения объема смеси или воздуха попадающего в цилиндры на такте впуска. Увеличение количества клапанов позволяет получать, лучшее наполнение цилиндров свежей рабочей смесью и быстрее освобождать камеру сгорания от отработанных газов.
- Тип топлива. По типу топлива двигатели разделяются на следующие группы:. Бензиновые двигатели ( Petrol ) — имеют принудительное зажигание топливовоздушной смеси искровыми свечами. Принципиально различаются по типу системы питания:
- Компоновка поршневых двигателей (тип расположения). Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.
В карбюраторных системах питания смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей практически прекращено из-за высокого расхода топлива и несоответствия предъявляемым современным экологическим требованиям.
Во впрысковых ( инжекторных ) двигателях топливо может распылятся одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя (распределенный впрыск). В этих двигателях, возможно, небольшое увеличение максимальной мощности и снижение расхода топлива и уменьшение токсичности отработавших газов за счет рассчитанной дозировки топлива блоком электронного управления двигателем;
Двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания , который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно максимально уменьшается расход бензина и выброс вредных веществ в атмосферу.
Дизельные двигатели (Diesel) — поршневые двигатели внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит от возрастания ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми, дизельные двигатели обладают лучшей экономичностью (примерно на 15-20%) благодаря более чем в два раза большей степени сжатия, значительно улучшающей процессы горения топливо — воздушной смеси. Неоспоримым достоинством дизелей является конструктивное отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и в связи с этим увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала.
Гибридные двигатели. Двигатели совмещающие характеристики дизеля и двигателя с искровым зажиганием.
- Тип привода ГРМ. В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:
- Степень сжатия двигателя, компрессия. Понятие степени сжатия не следует путать с понятием «компрессия», которое указывает максимальное давление создаваемое поршнем в цилиндре при данной степени сжатия (например: степень сжатия для двигателя 10:1, значение «компрессии» при этом соответствует значению в 14 атмосфер.).
- Степень сжатия ( ε ) — отношение полного объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем цилиндра при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Для бензиновых двигателей степень сжатия определяет октановое число применяемого топлива. Для бензиновых двигателей значение степени сжатия определяется в пределах от 8:1 до 12:1, а для дизельных двигателей в пределах от 16:1 до 23:1. Общая мировая тенденция в двигателестроении это увеличение степени сжатия как у бензиновых так и у дизельных двигателей, вызванное ужесточением экологических норм.
- Компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия) ( p c ) является одним из показателей технического состояния (изношенности) цилиндропоршневой группы и клапанов. У двигателей с серьезным пробегом, как правило, уже имеется неравномерный износ гильзы цилиндра и поршневых колец, в связи, с чем поршневое кольцо не плотно прилегает к поверхности цилиндра. Также изнашивается клапанный механизм, а точнее стержень клапана и направляющая втулка клапана. Вследствие перечисленных причин возникают потери герметичности камеры сгорания. p c = p0 * ε n
Где:
p0 — это начальное давление в цилиндре в начале такта сжатия.
ε— степень сжатия двигателя. - Мощность двигателя. ( P ) Мощность — это физическая величина, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого была произведена работа или происходило изменение энергии.
OHV обозначает верхнее расположение клапанов в двигателе.
OHC обозначает верхнее расположение распредвала.
SOHC обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
DOHC обозначает конструкцию газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.
Обычно мощность измеряется в Лошадиных силах ( Horse Power – англ).
Значение 1 л.с.( HP) = 0,735 кВт) или в Киловаттах ( 1 кВт = 1,36 л.с.( (HP)). Максимальное значение мощности и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах двигателя.
P = M * ω = 2 * π * M * n
Где:
M – это крутящий момент ( Н * м ).
ω — угловая скорость ( рад / сек ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин -1)
Эффективная мощность двигателя – это мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя. Не путать с номинальной мощностью двигателя.
P eff = VH * pe * n / K
Где:
VH – рабочий объем двигателя ( см 3).
pe — среднее эффективное давление ( бар ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин -1)
K — тактовый коэффициент. ( K=1 для двухтактного ; K= 2 для четырехтактного двигателя )
Для оценки экономичности ДВС используется показатель “Удельный расход топлива” обозначающий расход единицы топлива на единицу мощности в час. Который измеряется в г/(кВт·ч) и составляет;
250- 325 г/(кВт×ч) для бензиновых двигателей.
200–270 г/(кВт×ч) для дизельных.
- Охлаждение двигателя. Чтобы избежать тепловых перегрузок, сгорание смазочного масла на направляющей поверхности поршня и неуправляемого сгорания из-за перегрева отдельных деталей, все части двигателя располагаемые вокруг камеры сгорания должны интенсивно охлаждаться. Используются две принципиальные схемы охлаждения:
- Непосредственное воздушное охлаждение. Охлаждающий воздух напрямую контактирует с нагретыми частями двигателя и обеспечивает отвод от них теплоты. В основе способа лежит принцип пропуска воздушного потока через оребренную охлаждаемую поверхность. Преимущества: надежность и почти полное отсутствие технического обслуживания. Удорожание стоимости отдельных деталей.
- Непрямое ( жидкостное или водяное) охлаждение, т.к. вода или другие охлаждающие жидкости обладают высокой теплоемкостью и обеспечивают эффективный отвод теплоты от нагретых поверхностей, большинство современных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения. Система содержит замкнутых охлаждаемый контур, позволяющий применять антикоррозионные и низкозамерзающие присадки. Охлаждающая жидкость принудительно прокачивается насосом через двигатель и охлаждающий радиатор.
- Система питания двигателя. Двигатели внутреннего сгорания выпускаются с различными системами питания, самые известные из них: Система Ecotronic – это система электронного управления работой карбюратора состоящая из дроссельной и воздушной заслонок, поплавковой камеры, системы холостого хода, переходной системы и системы управления подачей воздуха на холостом ходу. Двигатели с этой системой являются более экономичными по сравнению с карбюраторными, но уступают впрысковым двигателям.
- Количество коренных опор. Количество коренных опор это параметр, влияющий на жесткость блока и на сопротивление различным нагрузкам коленчатого вала. Количеству коренных опор соответствует количество коренных подшипников скольжения. Количество шатунных подшипников скольжения равняется количеству цилиндров двигателя.
- Привод распредвала. В мировом автомобилестроении получили распространение два типа привода распределительных валов:
- Ременной привод , это привод, осуществляемый с помощью эластичного, но прочного ремня, имеющего поперечные насечки (зубчатый ремень) для улучшения зацепления. Преимуществом ременного привода является невысокая шумность работы, простота конструкции, и как следствие меньшая стоимость и невысокая масса узлов газораспределительного механизма.
- Цепной привод , это привод, осуществляемый с помощью металлической цепи, которая своими звеньями приводит вращение зубчатых шестерен на коленчатом валу и распредвала. Основным преимуществом цепного привода является длительный ( по сравнению с ременным приводом) срок службы и повышенная надежность работы газораспределительного механизма.
Система Mono — Jetronic – это электронно-управляемая одноточечная система центрального впрыска высокого давления, особенностью, которой является наличие топливной форсунки центрально расположения, работой которого управляет электромагнитный клапан. Распределение топлива по цилиндрам осуществляется во впускном коллекторе. Различные датчики контролируют все основные рабочие характеристики двигателя, они используются для расчета управляющих сигналов для форсунок и других исполнительных устройств системы.
Система K- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является механической системой, которая не требует применения топливного насоса с приводом от двигателя. Она осуществляет непрерывное дозирование топлива пропорционально количеству воздуха, всасываемого при такте впуска. Так как система производит прямое измерение расхода воздуха, она может учитывать изменения в работе двигателя, что позволяет использовать ее вместе с оборудованием для снижения токсичности отработавших газов.
Система KE- Jetronic – это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является усовершенствованным вариантом системы K-Jetronic. Она содержит электронный блок управления для повышения гибкости работы и обеспечения дополнительных функций. Дополнительными компонентами системы являются: датчик расхода всасываемого в цилиндры воздуха; исполнительный механизм регулирования качества рабочей смеси; регулятор давления, поддерживающий постоянство давления в системе и обеспечивающий прекращение подачи топлива при выключении двигателя.
Система L- Jetronic – это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она сочетает в себе преимущества систем с непосредственным измерением расхода воздуха и возможности, представляемые электронными устройствами. Также как система K-Jetronic данная система распознает изменения в условиях работы двигателя (износ, нагарообразование в камере сгорания, изменение в зазорах клапанов), что обеспечивает постоянный оптимальный состав отработавших газов.
Система L2- Jetronic это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Эта система обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic.
Система LH- Jetronic – схожа с L- Jetronic , различие заключается в методах измерения расхода всасываемого воздуха, так как в системе LH- Jetronic используется тепловой измеритель массового расхода воздуха. Поэтому результаты не зависят от плотности воздуха, которая изменяется в зависимости температуры и давления.
Система L3-Jetronic. Обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic. В электронном блоке управления системы L-Jetronic применяется цифровая обработка для регулирования качества смеси на базе анализа зависимости нагрузка / частота вращения коленчатого вала двигателя.
Система Motronic -состоит из ряда подсистем. Принцип системы основан на том что зажигание и впрыск топлива объединены в одну систему. И поэтому отдельные элементы системы обладают повышенной гибкостью и возможностью управлять огромным количеством характеристик работы двигателя.
Система ME-Motronic — эта система объединяет в себе систему впрыска топлива LE2-Jetronic , в которой помимо клапана дополнительной подачи воздуха в дополнительном воздушном канале, имеется повторный регулятор холостого хода, и систему полностью электронного зажигания VSZ.
Система Mono-Motronic — является скомбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе дискретного центрального впрыска топлива Mono-Jetronic.
Система KE-Motronic — является скомбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе непрерывного впрыска топлива KE-Jetronic.
Система Sport-Motronic — является усовершенствованной комбинированной системой зажигания и впрыска топлива обладает повышенной гибкостью и позволяет эксплуатировать двигатель в условиях с максимальной скоростной нагрузкой.
Система впрыска CR (Common Rail) — Система питания дизельного двигателя, это так называемая аккумуляторная топливная система, которая делает возможным объединение системы впрыскивания топлива дизеля с различными дистанционно выполняемыми функциями и в тоже время позволяют повышать точность управления процессом сгорания топлива. Отличительная характеристика системы с общим трубопроводом заключается в разделении узла, создающего давление и узла впрыскивания. Это позволяет повысить давление впрыскивания топлива.
Источник: www.motorzona.ru
Наши проекты | ДВС Нового Поколения «Мотор
БЕСПЛАТНО ДЛЯ МОТОРОСТРОИТЕЛЕЙ!
Предварительный расчет двигателя по основным параметрам
УСЛУГИ «ИНТЕР МОТОР ГРУПП»:
проектирование ДВС НП различной мощности и назначения;
расчеты конструктивных элементов и систем;
разработка конструкторской документации;
создание 3D моделей, виртуальные испытания ДВС НП;
сопровождение изготовления опытных образцов, стендовых и эксплуатационных испытаний.
В настоящее время нашей компанией подготовлена программа расчетных исследований запатентованного устройства отбора мощности с использованием математических моделей (методов численного моделирования).
Цель исследований – возможность детального расчетного подтверждения основных параметров
заявленных ниже и других ДВС НП, а также последующая оптимизация параметров ДВС НП.
ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ДВС НП ДЛЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
Определены основные параметры проектируемого четырехцилиндрового бензинового ДВС НП Зеленый Муравей для легкового автомобиля, мощностью 97 л.с.
Узнать больше:
Сравнения показателей ДВС Нового Поколения и существующих ДВС
30.03.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для спортивного автомобиля, мощностью 900 л.с.
Узнать больше:
12.05.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для легкомоторного самолета или БПЛА, мощностью 130 л.с.
Узнать больше:
07.06.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для мотоцикла, мощностью 80 л.с.
Узнать больше:
18.07.2019
Сравниваемые показатели газового и дизельного двигателей для карьерного самосвала БЕЛАЗ, мощностью 1 600 л.с.
Узнать больше
22.05.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для тепловоза, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
28.05.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для судна, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
02.06.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для мотора-генератора, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
25.04.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для сельскохозяйственного трактора, мощностью 160 л.с.
Узнать больше:
12.04.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для грузового автомобиля, мощностью 410 л.с.
Узнать больше:
20.05.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для вертолета, мощностью 125 л.с.
Узнать больше:
12.06.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для маломерного судна, мощностью 60 л.с.
Узнать больше:
25.03.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для легкового автомобиля, мощностью 100 л.с.
Узнать больше:
10.04.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для легкового автомобиля, мощностью 100 л.с.
Узнать больше:
22.04.2019
Сравниваемые показатели газовых двигателей для легкового автомобиля, мощностью 110 л.с.
Узнать больше:
22.07.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для легкового автомобиля повышенной проходимости мощностью 115 л.с.
Узнать больше
22.07.2019
Сравниваемые показатели бензиновых двигателей для малотоннажного грузового автомобиля мощностью 160 л.с.
Узнать больше
22.04.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для трактора, мощностью 160 л.с.
Узнать больше:
02.04.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для грузового автомобиля, мощностью 420 л.с.
Узнать больше:
25.07.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для грузового автомобиля, мощностью 300 л.с.
Узнать больше
15.05.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для грузового автомобиля, мощностью 450 л.с.
Узнать больше
25.07.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для сельскохозяйственного трактора мощностью 350 л.с.
Узнать больше
25.07.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для внедорожного грузового автомобиля, мощностью 425 л.с.
Узнать больше
22.05.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для тепловоза, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
28.05.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для судна, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
02.06.2019
Сравниваемые показатели дизельных двигателей для дизель-генератора, мощностью 1000 л.с.
Узнать больше:
© 2019 by Inter Motor Group
Характеристики двигателей
В зависимости от заданной скорости судна главные двигатели, непосредственно или через передачу соединенные с гребным винтом, работают на разных режимах, в широком диапазоне мощностей и при разных частотах вращения. Вспомогательные двигатели, спаренные с генераторами электрического тока, работают при постоянной частоте вращения, но с различной мощностью, определяемой нагрузкой на генератор (характеристики ДВС позволяют оценить его рабочие качества в различных условиях эксплуатации) .
Наибольшая мощность Nemax, которую двигатель может развивать ограниченное время (1—2 часа), называется максимальной. Мощность Ne ном, которую двигатель может развивать длительное время (она гарантируется заводом-изготовителем), называется номинальной. Мощность Ne экс которую двигатель фактически развивает в условиях эксплуатации, называется эксплуатационной. Обычно Ne экс = (0,85?0,9) Ne ном. Длительная мощность Ne экс, при которой достигается наименьший удельный эффективный расход топлива, называется экономической. Мощность Ne min , устойчиво развиваемая двигателем при минимальных ходах судна, называется минимальной.
Под характеристикой понимают графическое изображение зависимости технико-экономических показателей работы двигателя от других независимых показателей или факторов, влияющих на работу ДВС. Различают характеристики нагрузочные, скоростные и регуляторные.
Нагрузочная характеристика показывает, как изменяются мощность, удельный расход топлива, механический к. п. д. и другие параметры двигателя в зависимости от нагрузки при постоянной частоте вращения.
На рис. 208 дано изменение основных параметров ДВС при работе по нагрузочной характеристике.
Как видно из этого рисунка, ?м растет с увеличением нагрузки, причем вначале быстро, а затем медленнее. Изменение мощностей Ni и Ne характеризуют две прямые, причем расстояния между ними равно мощности механических потерь, т. е. Ni – Ne = Nм. Коэффициент а изменяется по закону прямой обратно пропорционально нагрузке. При определенном значении нагрузки, bе достигает наименьшего значения, а ?е — наибольшего; bi и ?i изменяются по закону прямой. Нагрузочные характеристики позволяют оценить основные показатели двигателя при работе на генератор электрического тока.
Скоростные характеристики показывают, как изменяются основные показатели двигателя с изменением частоты вращения его коленчатого вала. К скоростным характеристикам относятся внешние и винтовые.
Внешние показывают зависимость параметров двигателя от частоты вращения при постоянном количестве подаваемого топлива. При снятии характеристики регулируют подачу топлива, соответствующую той или иной мощности, и, оставляя затем подачу неизменной, производят испытания. Поэтому различают характеристики максимальных мощностей, номинальных и эксплуатационных.
Наибольший интерес представляет характеристика номинальных мощностей (рис. 209). Так как подача топлива за цикл неизменна, то рi и ре должны быть постоянными. Но из рис. 209 видно, что рi и ре с ростом частоты вращения несколько уменьшаются. Это объясняется тем, что уменьшается коэффициент подачи топливной системы вследствие увеличения насосных потерь и сжимаемости топлива. Характер кривых Ni и Ne определяется уравнением Ni = kpin (где k — постоянный числовой коэффициент для данного двигателя). С ростом частоты вращения увеличиваются потери Nм, уменьшается механический к. п. д. ?м и незначительно возрастают удельные расходы топлива bi и be.
Винтовые характеристики показывают характер изменения параметров двигателя при работе на винт (рис. 210). Характер кривой будет в основном определяться элементами винта. Ориентировочно можно считать Nе = сп3 (где с — коэффициент пропорциональности) .
При совмещении винтовой характеристики с внешней, построенной для номинального режима (рис. 211), они пересекаются в точке 1, где мощность двигателя полностью поглощается винтом. На других скоростных режимах двигатель значительно недогружен, что снижает экономические показатели двигателя.
Если частота вращения двигателя составляет n1, то его мощность N1 = сп13. При п2 мощность N2= сп23. Находим отношение
Из этого выражения можно определить частоту вращения двигателя при работе на любом мощностном режиме Ne:
Конструирование и расчёт ДВС. Выбор основных параметров и размеров двигателя
Санкт-Петербургский государственный технический университет
Кафедра двигателей внутреннего сгорания
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Конструирование и расчёт ДВС
Выполнил: студент группы 4031/2 Полоротов Ю.В. _________________/_________
Руководитель: Куколев М.И.__________________/_________
Санкт-Петербург
2009
- Выбор основных параметров и размеров двигателя.
1.1 Исходные данные
Заданием курсового проекта является расчет авиационного дизельного двигателя мощностью .
Основные параметры проектируемого двигателя:
· Тактность двигателя: четырехтактный.
· Вид охлаждения двигателя: жидкостное.
· Число цилиндров в двигателе: .
· Расположение цилиндров: Рядное.
· Частота вращения коленчатого вала
· Проектируемый двигатель предполагается использовать на легком самолете, летающем на небольших высотах (до 100 м), поэтому давление и температуру принимаем: Р0=0.1013 МПа и T0=293 K;
· Степень сжатия: ;
· Максимальное давление сгорания pz=10,4 МПа;
· Коэффициент избытка воздуха: a=1,5;
· Коэффициенты полезного тепловыделения: ;
· Температура остаточных газов: Tr = 750 К;
· Подогрев заряда от стенок: DТ=10 K;
· Механический КПД: ;
· Коэффициент c= 1 МПа неодинаковость теплоёмкостей свежего заряда
· Коэффициент полноты диаграммы: j = 0.95;
1.2 Тепловой расчёт
Расчет процесса наполнения:
Определим температуру в начале сжатия:
Определим давление в начале сжатия:
Определим коэффициент наполнения :
Определение давления остаточных газов:
Уточнение коэффициента остаточных газов:
Расчет процесса сжатия:
В действительном рабочем цикле сжатие представляет процесс с переменным показателем политропы. Практически переменный показатель заменяется средним показателем , величина которого обычно лежит в пределах 1,32-1,39. Сжатие в большинстве случаев сопровождается в среднем некоторым теплоотводом от рабочего тела. Однако общая отдача теплоты незначительна и поэтому процесс сжатия в двигателях мало отличается от адиабатного.
Средняя теплоемкость при сжатии:
, где
Для определения используем график для приближенного решения уравнения сжатия;
Температура в конце сжатия:
Давление конца «чистого» сжатия:
Средняя теплоемкость при сжатии:
Термохимический расчет и термодинамический расчет сгорания:
С = 0,87; H = 0,126; О = 0,004; S = 0; С + Н + O + S = 1;
Количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания, (в кмоль/кг топлива):
Количество свежего заряда для дизеля (в кмоль/кг топлива):
Количество продуктов полного сгорания (в кмоль/кг топлива):
Теоретический коэффициент молекулярного изменения:
Действительный коэффициент молекулярного изменения:
Коэффициент молекулярного изменения в точке z:
Максимальная температура сгорания (термодинамическое уравнение сгорания для дизелей):
Степень повышения давления:
Решая относительно получаем:
= 2107K
Т.к. для дизелей лежит в пределах 1800 — 2200К, то найденное = 2107 К является допускаемым.
Расширение с учетом догорания:
Степень предварительного расширения определяется равенством:
;
Степень последующего расширения :
;
Средний показатель политропы расширения принимаем в первом приближении =1,25:
;
Во втором приближении принимаем =1,27:
Получим =1,27;
Давление в конце расширения:
;
Индикаторные показатели:
Среднее индикаторное давление теоретического цикла:
Среднее индикаторное давление действительного цикла:
Индикаторный к.п.д.:
Удельный индикаторный расход топлива:
Эффективные показатели:
Среднее эффективное давление:
Эффективный к.п.д.:
Удельный эффективный расход топлива:
Размеры цилиндра:
Число цилиндров:
i=4
Рабочий объем одного цилиндра:
Принимаем отношение S/D=1,1
Ход поршня :
S=D∙1,1∙9,7=10,7 см
Средняя скорость поршня:
2. Динамический расчёт.
Для расчета динамики кривошипно-шатунного механизма (КШМ) необходимо учитывать силы давления газов, силы инерции движущихся масс и порождаемые ими моменты.
Построение индикаторной диаграммы.
Построение индикаторной диаграммы производится расчетным методом.
Определение объёмов в характерных точках:
Для четырёхтактного двигателя объём камеры сжатия:
Объём в начале сжатия:
Объём цилиндра в точке z:
Таблица1. Значения для построения индикаторной диаграммы.
Основные геометрические параметры поршня и цилиндра ДВС — x-engineer.org
Для характеристики основных характеристик двигателя внутреннего сгорания в его рабочем диапазоне можно использовать некоторые параметры и геометрические соотношения поршня и камеры сгорания. . Рабочие характеристики двигателя связаны как с топливной экономичностью, так и с динамической отдачей (мощность и крутящий момент), на которые напрямую влияют основные параметры двигателя.
Чтобы вспомнить принципы работы двигателя внутреннего сгорания, прочтите статью Как работает двигатель внутреннего сгорания.
Основные геометрические параметры цилиндра, поршня, шатуна и коленчатого вала показаны на изображении ниже.
Изображение: Основные параметры геометрии поршня и цилиндра двигателей внутреннего сгорания
где:
IV — впускной клапан
EV — выпускной клапан
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
B — отверстие цилиндра
S — поршень ход
r — длина шатуна
a — радиус кривошипа (смещение)
x — расстояние между осью кривошипа и осью поршневого пальца
θ — угол поворота кривошипа
V d — смещенный (стреловидный) объем
V c — зазор
Поршень перемещается внутри цилиндра между ВМТ и НМТ.Для завершения полного цикла сгорания поршень совершает четыре хода, а коленчатый вал делает два полных оборота. Вытесненный объем — это объем, в котором движется поршень, зазорный объем — это объем, оставшийся в цилиндре, когда поршень достигает ВМТ.
В этом уроке мы рассмотрим, как рассчитать объемную мощность двигателя, что такое степень сжатия и какие основные геометрические параметры двигателя.3 \]
Рабочий объем современных двигателей внутреннего сгорания варьируется от 1,0 л до примерно 6,0 л, в среднем около 1,5 — 2 л. Существует четкая тенденция к уменьшению объемной мощности двигателя (уменьшение габаритов) для того, чтобы выполнять более строгие стандарты по выбросам топлива.
Базовая геометрия поршневого (возвратно-поступательного) двигателя внутреннего сгорания определяется следующими параметрами:
- степень сжатия
- отношение диаметра цилиндра к ходу поршня
- отношение длины шатуна к радиусу кривошипа (смещение)
Степень сжатия рассчитывается как отношение между максимальным (общим) объемом цилиндра (когда поршень находится в НМТ) и минимальным (зазором) объемом (когда поршень находится в ВМТ).
В технической литературе греческая буква эпсилон ε используется для обозначения степени сжатия двигателя.
\ [\ varepsilon = \ frac {V_ {max}} {V_ {min}} = \ frac {V_c + V_d} {V_c} \]Большинство современных бензиновых двигателей с искровым зажиганием имеют степень сжатия от 8 до 11, в то время как двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные) имеют степень сжатия в диапазоне от 12 до 24.
Обычно двигатели внутреннего сгорания с наддувом или турбонаддувом имеют более низкую степень сжатия, чем двигатели без наддува.
Чем выше степень сжатия, тем выше давление сгорания в цилиндре. Максимальное значение степени сжатия зависит в основном от материалов двигателя, технологии и качества топлива.
Поскольку это зависит от геометрии двигателя, степень сжатия является фиксированной. Существуют различные попытки разработать двигатели с переменной степенью сжатия, которые должны иметь более высокий общий КПД.
Отношение диаметра цилиндра к ходу поршня в большинстве случаев определяется как греческая буква zeta ζ :
\ [\ zeta = \ frac {B} {S} \]Для легковых автотранспортных средств диаметр отверстия Отношение хода к ходу обычно от 0.8 к 1.2. Когда диаметр цилиндра равен ходу, B = S , двигатель называется квадратный двигатель . Если ход больше диаметра отверстия, двигатель будет на меньше квадрата . Если длина хода меньше диаметра отверстия, двигатель обозначается как над квадратом . В нашем примере отношение диаметра цилиндра к ходу составляет 0,87.
Отношение длины шатуна к радиусу кривошипа обычно определяется как R :
\ [R = \ frac {r} {a} \]Для малых двигателей R составляет от 3 до 4, для больших двигатель запускается с 5 до 10.
При фиксированном объемном объеме двигателя более длинный ход позволяет использовать меньший диаметр (меньше квадрата). Преимущество заключается в меньшей площади поверхности камеры сгорания и, соответственно, меньших тепловых потерях. Это улучшит тепловой КПД камеры сгорания. Недостатком является то, что чем длиннее ход поршня, тем выше скорость поршня и выше потери на трение, что снижает эффективную мощность двигателя.
Если ход уменьшен, диаметр отверстия должен быть увеличен, и двигатель будет более квадратным.Это приводит к меньшим потерям на трение, но увеличивает потери теплопередачи. Большинство современных автомобильных двигателей имеют почти квадратную форму, некоторые — чуть больше квадратной, а некоторые — чуть меньше квадратной.
В таблице ниже приведены несколько примеров двигателей внутреннего сгорания с указанием их основных геометрических параметров.
| Производитель | Топливо | Количество цилиндров | Объем двигателя [см 3 ] | Диаметр цилиндра [мм] | Ход149 [мм] 3 ζ [-] | ε [-] | ||||||
| Fiat | Бензин | 2 | 875 | 80.5 | 86 | 0,94 | 10: 1 | |||||
| Renault | Бензин | 3 | 898 | 72,2 | 73,1 | 0,99 | 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 3 | 1422 | 79,5 | 95,5 | 0,83 | 19,5: 1 |
| Renault | Бензин | 4 | 1149 | 69 | 76,8 | 76,8 | 76,8 | 99,8: 1 | ||||
| Mazda | Бензин | 4 | 1496 | 74,5 | 85,8 | 0,87 | 14: 1 | |||||
| 80,5 | 0,99 | 16,5: 1 | ||||||||||
| Renault | Дизель | 4 | 1598 | 80 | 79,5 | 1,01 4 | 9014 9014 9014 9014 9014 9014 4 | 2157 | 87 | 90.7 | 0,96 | 11,1: 1 |
| Mazda | Дизель | 4 | 2184 | 86 | 94 | 0,91 | 14: 1 | 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 289389 | 77,5 | 1,15 | 11,5: 1 | |
| BMW | Дизель | 6 | 2993 | 84 | 90 | 0,96 90,11495: 1 | ||||||
| Ford | Бензин | 8 | 4951 | 92,2 | 92,7 | 0,99 | 11: 1 | |||||
| VW | 9014 9014 9014 9014 9014 9014 95,5 | 0,85 | 18: 1 |
По любым вопросам, наблюдениям и запросам, касающимся этой статьи, используйте форму комментариев ниже.
Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!
Оценка производительности двигателя внутреннего сгорания
Характеристики внутреннего сгорания двигателя могут сильно отличаться от значений, указанных в его каталоге.Поэтому рекомендуется запросить дополнительную информацию по конкретному объекту у поставщика, чтобы лучше понять ожидаемую производительность оборудования.
Сравнение производительности и эффективности различных машин кажется несложной задачей. В конце концов, что может быть трудным, если подсчитать разные числа и сказать, какое из них больше? Что ж, с оценкой двигателей не все так просто.
Эффективность оборудования для выработки электроэнергии зависит от множества факторов, многие из которых зависят от места и применения.Чтобы усложнить ситуацию, поставщики оборудования часто определяют свои значения эффективности для различных эталонных условий, которые трудно интерпретировать никому, кроме специалистов.
Как возникают различия
Есть много факторов, которые влияют на фактическую производительность оборудования для выработки электроэнергии. Наиболее очевидные из них — это условия окружающей среды и качество топлива. Это означает, что фактическая производительность оборудования при установке на месте и коммерческой эксплуатации будет значительно отличаться от значений, указанных в каталоге.Эти отклонения, естественно, будут иметь разные характеристики даже для очень похожего оборудования в зависимости от конструкции. Это означает, что, скажем, даже если машина A более эффективна, чем машина B в номинальных условиях, это не обязательно будет так же в реальных условиях площадки.
Чтобы усложнить ситуацию, номинальные значения также часто выражаются для различных наборов условий или с различными предположениями, которые могут быть или не могут быть указаны явно. Это делает реалистичное сравнение производительности сайта для разных движков сложным и трудоемким.
На определенном этапе неизбежно потребуется получить от поставщика оборудования более полный набор данных, выходящий за рамки единственной таблицы, представленной в листе каталога. Тем не менее, понимание некоторых общих принципов может облегчить раннюю оценку возможностей оборудования, даже с учетом информации в каталоге. Здесь мы более подробно рассмотрим эти принципы и их применимость к двигателям внутреннего сгорания.
Окружающие условия
Двигатели внутреннего сгорания относятся к числу технологий, наиболее устойчивых к изменениям окружающей среды.Тем не менее, при очень высоких температурах показатели производительности ухудшаются. На основе практического опыта можно предположить, что рабочие параметры будут идентичными или очень близкими к номинальным значениям до температуры от 30 до 35 ° C. Более того, производительность может незначительно снизиться как с точки зрения эффективности, так и производительности. Влажность тоже влияет на работоспособность. Чем выше относительная влажность, тем ниже температура, при которой характеристики двигателя начинают ухудшаться. Двигатели также могут быть чувствительны к снижению давления воздуха на большой высоте.
Обычно параметры по каталогу двигателей указаны для условий ISO 3046: температура окружающей среды 25 ° C, относительная влажность 30% и давление окружающей среды 100 кПа. Это означает, что они подходят для работы в умеренном или прохладном климате, с возможными исключениями в самые жаркие или самые холодные дни. Однако для более экстремальных климатических условий, особенно для чрезвычайно жарких и влажных случаев, всегда следует учитывать снижение номинальных характеристик и снижение эффективности.
Рис.1 — Давление и температура окружающего воздуха могут повлиять на мощность двигателя. Обратите внимание, что в случае более высоких температур снижение номинальных характеристик начинается уже на более низких высотах. Это показывает, насколько важно использовать полную информацию об условиях сайта. (Щелкните изображение, чтобы просмотреть его полностью.)
Нагрузка
Очевидно, что эффективность двигателя зависит от его нагрузки. Это особенно важно для установок, которые не должны работать с полной нагрузкой в течение значительного времени.К счастью, в случае более крупных электростанций, силовая установка с двигателем внутреннего сгорания позволяет достичь частичных нагрузок путем отключения отдельных генераторов, сохраняя при этом другие как можно ближе к полной нагрузке. Тем не менее, иногда бывает необходимо эксплуатировать двигатели с частичной нагрузкой из-за других соображений (например, для поддержания резерва вращения), и эффективность неизбежно снижается. Однако можно отметить, что кривая эффективности двигателя обычно намного более пологая, чем у другого оборудования.
Рис. 2 — Одной из выдающихся особенностей технологии двигателей внутреннего сгорания является плоская кривая эффективности нагрузки. На этой диаграмме показаны такие кривые для десятимоторной установки, работающей двумя разными способами. Оранжевая кривая представляет собой управление нагрузкой за счет выключения отдельных двигателей при поддержании других при почти номинальной нагрузке. Черная кривая представляет ситуацию, когда все двигатели разгружены вместе, как в случае с установками, которым необходимо поддерживать резерв вращения.(Щелкните изображение, чтобы просмотреть его полностью.)
Коэффициент мощности
Генератор переменного тока вырабатывает не только активную мощность, но и определенное количество реактивной мощности. Обычно это описывается величиной, называемой коэффициентом мощности (или p.f.). П.ф. это отношение активной мощности к полной мощности. Наибольшее значение п.ф. составляет 1,0 и соответствует чисто резистивной нагрузке. Это также значение, когда генератор и, следовательно, генераторная установка достигают максимальной эффективности.Во многих случаях коэффициент мощности, равный 1,0, используется в качестве точки для определения номинальных параметров, опубликованных в технических паспортах оборудования. С другой стороны, в некоторых других данных каталога производительность определяется для относительно низкого значения 0,8, которое является типичным параметром конструкции генератора.
К сожалению, в реальной жизни коэффициент мощности никогда не соответствует идеализированным значениям. В большинстве приложений он составляет от 0,90 до 0,95. Это означает, что если номинальный КПД генераторной установки определен на стр.f. = 1.0, фактическое значение всегда будет ниже. И, если номинал определен на п.п. = 0,8, то в реальных условиях будет выше, чем указано в каталожных листах. Здесь очевидно, что если значения для двух разных машин определены для двух разных коэффициентов мощности, они не будут сопоставимы.
Оптимизация выбросов
Как и в случае любой другой технологии сжигания топлива, двигатели внутреннего сгорания выделяют определенное количество загрязняющих веществ.С точки зрения производительности наиболее важной группой загрязнителей являются оксиды азота или NOx.
Образование NOx является неизбежным побочным продуктом процесса горения, поэтому полностью исключить его невозможно. Однако есть способы его уменьшить. Фактически, самые последние экологические нормы требуют от нас принятия таких мер. Это можно сделать двумя способами: основным и второстепенным. Основные методы направлены на предотвращение образования загрязняющих веществ, а второстепенные — на очистку выхлопных газов.
В современных двигателях внутреннего сгорания могут использоваться как первичные, так и вторичные меры по снижению выбросов NOx. Вторичные методы не влияют на производительность генераторной установки. Первичные — делают, поскольку оптимизация процесса сгорания для снижения выбросов влечет за собой определенное снижение эффективности.
Обычно данные каталога для генераторной установки приводятся для машин, оптимизированных для достижения максимальной эффективности и, следовательно, относительно высоких выбросов NOx. Газовые двигатели обычно проектируются так, чтобы соответствовать целевому показателю NOx в 500 мг / м³N, определенному при эталонном содержании кислорода 5%, также иногда называемом уровнем «TA-Luft» из названия немецкого стандарта выбросов 2002 года.К сожалению, этот стандарт уже устарел, и во многих юрисдикциях требуется более строгий контроль выбросов.
Большинство конструкций газовых двигателей можно оптимизировать для соответствия более строгим уровням выбросов с помощью основных методов, обычно до «½ TA-Luft» или даже ниже, до 200 мг / м³ при 5% O2 (75 мг / м³N при выражении для 15%). % уровня кислорода). Это соответствует действующей Директиве ЕС по промышленным выбросам. Такая оптимизация выбросов обычно приводит к снижению эффективности примерно на 1.0-1,5 процентных пункта. Конечно, также можно использовать двигатель с более высоким КПД и очистку дымовых газов SCR. Или определенное сочетание обеих мер. Оптимальное решение выбирается на основе технико-экономического анализа конкретного проекта, в котором повышенная стоимость генерации, вызванная оптимизацией двигателя, сравнивается с инвестиционными и эксплуатационными затратами на систему SCR.
Рис. 3 — Снижение мощности газового двигателя происходит из-за более низкой теплотворной способности топливного газа.Обратите внимание, что до некоторой степени падение LHV может быть компенсировано более высоким давлением подачи газа. (Щелкните изображение, чтобы просмотреть его полностью.)
Износ
Как и любое другое оборудование, двигатели внутреннего сгорания также страдают от износа, и его рабочие характеристики ухудшаются во время работы. К счастью, это ухудшение в большинстве случаев полностью обратимо во время капитального ремонта, когда двигатели возвращаются к их номинальным параметрам. Здесь важно отметить, что в большинстве проектов ухудшение влияет только на эффективность, в то время как выходная мощность остается на номинальном уровне.Тем не менее, помните, что средний КПД моторной установки будет несколько ниже номинальных значений, указанных для реальных условий на площадке. Величина этого ухудшения зависит от конструкции двигателя и программы его обслуживания.
Свойства топлива
Обычно двигатели внутреннего сгорания могут работать с самыми разными видами топлива и свойствами. Тем не менее, есть ограничения. Некоторые из них являются абсолютными, и в этом случае невозможно или безопасно эксплуатировать двигатель ниже или выше определенного значения.Другие являются условными, что означает, что их превышение разрешено, но может вызвать некоторое снижение характеристик или снижение эффективности двигателя. Типичные случаи включают теплотворную способность или метановое число. Превышение этих минимумов приведет к определенному снижению производительности или эффективности.
Следовательно, очень важно проверить, соответствует ли рассматриваемое топливо стандартной спецификации. В противном случае попросите поставщика предоставить данные о производительности, действительные для конкретного типа топлива.
Допуск
Это сложнейшая проблема, с которой могут быть незнакомы даже многие инженеры.Часто в технических паспортах или каталогах среди условий, для которых указаны данные, вы можете встретить такие утверждения, как «допуск ISO», «допуск согласно ISO 3046» или «допуск 5%». Он напрямую связан со стандартом ISO 3046 «Поршневые двигатели внутреннего сгорания — рабочие характеристики». Этот стандарт гласит, что «если не указано иное, допускается более высокий расход [топлива] на + 5% для заявленного удельного расхода топлива при заявленной мощности».
Это означает, что если какое-либо значение расхода топлива указано «с допуском по ISO 3046», на самом деле двигатель может иметь расход топлива до 5% выше, но при этом технически соответствовать указанному значению.В более широком смысле, любая эффективность, заявленная с «допуском ISO», может быть на 5% (примечание: не процентные пункты, а процент) ниже. Например, генераторная установка с заявленным КПД 48,0% «с допуском по ISO» может фактически достичь только 48,0 / 1,05 = 45,7%. На самом деле, более чем вероятно, что он достигнет только такой стоимости. Исторически этот допуск действительно предусматривался для учета различий между отдельными двигателями, покидающими производственную линию. Однако с современными методами производства эти различия, по большей части, ушли в прошлое.К сожалению, сейчас понятие толерантности используется для предоставления завышенных значений эффективности во многих публикациях. К сожалению, это тоже ловушка для тех, кто не знаком с особенностями двигателестроения. Это также создает угрозу сравнения яблок с апельсинами, когда один лист данных содержит допуск 5%, а другой — нет. Таким образом, всякий раз, когда значение допуска не указано явно, рекомендуется попросить поставщика предоставить явное заявление о допусках, поскольку разница составляет 5% (то есть примерно 2.0–2,5 процентных пункта в зависимости от дизайна) далеко не незначительно.
Рис. 4 — Некоторые из более крупных двигателей, такие как Wärtsilä 50SG или другие конструкции Wärtsilä, оснащены масляными и водяными насосами, которые приводятся в действие непосредственно от вала двигателя. В некоторых других конструкциях, где насосы имеют электрическое питание, это приводит к увеличению внутреннего расхода топлива в установке.
Полезная мощность и оборудование с приводом от двигателя
В случае технологии двигателей, собственное потребление электроэнергии не очень велико.Однако значительные различия могут быть вызваны разным дизайном. В основном это из-за насосов. Для работы каждого двигателя требуется несколько насосов: обычно это насосы для смазочного масла, насосы охлаждающей воды и — если топливо жидкое — топливные насосы. Разница в том, что в некоторых конструкциях двигателей, обычно в более крупных среднеоборотных двигателях, насосы приводятся в действие механически валом двигателя. Это означает, что об их потреблении энергии «позаботятся» еще до того, как будет произведена электроэнергия. Но для некоторых других двигателей, особенно небольших высокоскоростных двигателей, в которых используются электрические насосы, это увеличит собственное потребление установки.
Собственное потребление также может зависеть от условий окружающей среды. Это связано с тем, что на большинстве электростанций с двигателями отработанное тепло отводится через радиаторы, приводимые в движение электрическими вентиляторами. Скорость вращения вентиляторов, которые обычно являются крупнейшими потребителями электроэнергии на таком предприятии, регулируется для обеспечения надлежащего охлаждения охлаждающей воды. Чем горячее окружающий воздух, тем выше требуемый воздушный поток, что также увеличивает потребление электроэнергии. Поскольку фактическое потребление зависит от конкретных условий на объекте и конфигурации установки, это обычно не параметр, указанный в каталогах.Поэтому рекомендуется запрашивать приблизительную стоимость у продавцов.
Заключение
Суть в том, что «номинальные» параметры, взятые прямо из каталога, почти никогда не представляют значений, достижимых в реальных условиях объекта, даже когда все оборудование новое.
Хотя в некоторых случаях (умеренный климат, работа с полной нагрузкой, отсутствие необходимости в оптимизации выбросов в процессе сжигания), относительно легко преобразовать параметры каталога в значения, достижимые в условиях объекта, без дополнительных знаний.В других приложениях это будет невозможно без запроса дополнительной информации у поставщиков.
Это означает, что более высокая эффективность каталога определенного типа двигателя может не обязательно означать, что эффективность сайта конструкции будет выше, чем у конкурентов, даже если параметры каталога выражены для идентичных условий.
В конечном итоге производительность придется определять для конкретных условий эксплуатации. Поэтому рекомендуется запрашивать дополнительные данные на этапе технико-экономического обоснования электростанции.Это позволит убедиться, что ожидаемая производительность оборудования реалистична для рассматриваемого участка.
Заявление об ограничении ответственности
Все значения, приведенные в этой статье, особенно на диаграммах, предназначены только для иллюстрации определенных явлений. Они не представляют собой какой-либо конкретный продукт или дизайн.
Оптимизация рабочих характеристик и характеристик выбросов двигателя внутреннего сгорания внутреннего сгорания с биодизелем с использованием метода Грея-Тагучи
Эксперименты проводились для дизельного топлива и биодизеля B10, B20 на поршневом двигателе с покрытием, и в таблице 6 показаны результаты рабочих характеристик двигателя, полученные в ходе экспериментов.
Таблица 6 Результаты производительности и выбросов.GRA для производительности и выбросов
Первым шагом GRA является нормализация ответов. Важными характеристиками двигателя являются BP, термический КПД тормозов (BTh) и крутящий момент. Это важные ответы для двигателя с покрытием. Когда требуемый ответ выше, тем лучше, тогда исходная последовательность нормализуется в соответствии с уравнением. (1) 20 .
$$ \ begin {array} {rcl} xi (k) & = & \ frac {yi (k) — \, {\ rm {\ min}} \, yi (k)} {{\ rm {\ max}} \, yi (k) — \, {\ rm {\ min}} \, yi (k)} \\ xi (k) & = & \ frac {0.17-0.14} {3.42 \, — \, 0.14} \\ xi (k) & = & 0.009 \ end {array} $$
(1)
SFC, CO, HC и NO X также являются важными характеристиками выбросов двигателя с покрытием. Раджеш 21 и др. . использовал параметр «Меньше — лучше» для нормализованных параметров. Параметры нормированы согласно формуле. (2).
$$ \ begin {array} {rcl} xi (k) & = & \ frac {{\ rm {\ max}} \, yi (k) -yi (k)} {{\ rm {\ max} } \, yi (k) — \, {\ rm {\ min}} \, yi (k)} \\ xi (k) & = & \ frac {0.07-0.05} {0.07-0.01} \\ xi (k) & = & 0.333 \ end {array} $$
(2)
Аналогичным образом остальные вычисления производятся, как указано выше, и они сведены в таблицу в Таблице 6. (Где i = 1, 2, 3…, 9 экспериментов и k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 для BP, SFC, BTh, крутящий момент, CO, HC и NOX). Характеристики GRA и результаты выбросов показаны в Таблице 7
Таблица 7 Рабочие характеристики GRA и результаты выбросов.GRC и GRG для производительности и выбросов
Коэффициент отношения серого (GRC) \ (\ xi i (k) \) был получен с использованием уравнения.(3). Где φ принимается равным 0,5 для равного предпочтения. Определяется как идентификационный коэффициент 22 .
$$ \ xi i (k) = \ frac {\ Delta \, \ min \, + \ varphi \ Delta \, \ max} {\ Delta 0ik + \ varphi \ Delta \, \ max} $$
(3)
$$ \ Delta 0i = || x0 (k) -x (k) || $$
(4)
Коэффициент отношения Грея \ (\ xi i (k) \) и оценка отношения Грея ( γi ) для БП первого эксперимента.Использование приведенного выше уравнения приведено ниже
$$ \ Delta 0i = 1-0.0091 = 0.991 $$
Где, ∆ min = 0; ∆ max = 1
$$ \ xi (k) = \ frac {0 + 0,5 (1)} {0,990 \, + \, 0,5 (1)} $$
Аналогичным образом были выполнены остальные расчеты.
После нахождения рационального коэффициента серого (GRC) средний рациональный коэффициент серого (GRG) рассчитывается на основе каждого ответа. На основе следующего уравнения вычисляется общий серый относительный рейтинг (GRG), который заносится в таблицу в Таблице 8
$$ \ begin {array} {rcl} \ gamma i & = & 1 / n \, \ varSigma \, \ xi i ({\ rm {k}}) \\ \ gamma i & = & 1/7 (\ xi i (1) + \ xi i (2) + \ xi i (3) + \ xi i (4 ) + \ xi i (5) + \ xi i (6) + \ xi i (7)) \\ \ gamma i & = & 1/7 (0.335 + 0,33 + 0,33 + 0,352 + 0,427 + 1 + 0,757) \\ \ gamma i & = & 0,5044 \ end {array} $$
(5)
Таблица 8 Рабочие характеристики и выбросы GRG.Полученный серый реляционный ранг представлен в таблице 9, где более высокий серый реляционный рейтинг имеет высокий ранг. Полученная более высокая серая рациональная оценка очень близка к оптимальному решению.
Таблица 9 Ранговый список GRG с результатами по характеристикам и выбросам.Так как план эксперимента ортогонален, результаты каждого параметра серой относительной оценки разделены по уровням.Для параметра топлива среднее значение серой относительной оценки для различных уровней один, два и три вычисляется путем усреднения серой относительной оценки (GRG) для экспериментов с первого по третий, с четырех по шесть и с семи по девять. Аналогичным образом рассчитываются GRG для остальных параметров: нагрузка и скорость, как показано в Таблице 10.
Таблица 10 Результаты производительности и выбросов GRG.На основе концепции прогнозирования серого оптимальным является входной параметр рационального содержания серого (A3B3C1) с более высоким уровнем серого. Следовательно, топливо B20, 100% нагрузка и частота вращения двигателя 1460 об / мин являются оптимальным параметром для дизельного двигателя поршневого типа с каталитическим покрытием.
Анализ ANOVA
Raggul 23 и др. . заявил, что основная цель анализа ANOVA состоит в том, чтобы идентифицировать и исследовать значительный фактор, влияющий на выбросы двигателя и рабочие характеристики двигателя внутреннего сгорания с каталитическим покрытием. Анализ ANOVA проводится через сумму квадратов отклонений от общего среднего значения GRG. На основании вклада и ошибки каждого фактора можно разделить влияние каждого экспериментального фактора. Фактор, который представляет собой максимальное среднеквадратическое значение, определяется как наиболее важный параметр, и этот фактор влияет на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя внутреннего сгорания с каталитическим покрытием.Результат ANOVA показан в таблице 11. Patel 24 et al . где указано, что сумма квадратов ошибок (без или с объединенным коэффициентом) является суммой квадратов, соответствующих незначительным факторам. (MSj) — это средний квадрат фактора, полученного путем деления суммы квадратов и степеней свободы, а (ρ) — процентный вклад каждого из проектных параметров. Степень свободы для каждого фактора — 2 (Число уровня-1).
Следовательно, ANOVA анализа GRG заключает, что вторая факторная нагрузка дает максимальное среднеквадратичное значение 0.0455 и, следовательно, он определен как наиболее значимый фактор, влияющий на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя внутреннего сгорания с каталитическим покрытием. График среднего эффекта ANOVA и графики невязки для GRG показаны на рис. 9 и 10.
Рис. 9Анализ GRA ANOVA — график показывает оптимальные параметры GRA. (A3B3C1).
Рис. 10Анализ ANOVA Графики остатков для GRG для Указывает вариации всех девяти экспериментов.
Подтверждающий тест
Заключительный этап методики проектирования тагучи — это подтверждающий тест. Он проводится путем экспериментальной работы еще раз для подтверждения улучшения характеристик и снижения характеристик выбросов в двигателе внутреннего сгорания с поршнем и головкой с покрытием, работающим на смешанном дизельном топливе B20. Выявленные оптимальные параметры отклика BP, SFC, BTE, Torque, CO, HC, NO X , полученные экспериментально и GRA, представлены в Таблице 12. Это показывает сравнение экспериментальных результатов с использованием начального OA, (A3B3C2-эксперимент № .9) и фактор оптимального плана предсказания теории Грея (A3B3C1). На основании сравнения результатов подтверждающих испытаний ясно указано, что рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя внутреннего сгорания с каталитическим покрытием незначительно улучшились благодаря этому исследованию.
Таблица 12 Сравнение результатов оптимальных параметров OA и GRG.Сгорание дизельного двигателя происходит в камере сгорания в три этапа, а именно период задержки зажигания, быстрое сгорание и контролируемое сгорание.При этом период задержки зажигания означает большее влияние на процесс сгорания дизельного двигателя. Стадия периода задержки делится на химическую задержку и физическую задержку. Физической задержкой можно управлять с помощью различных факторов, таких как распыление топлива, повышение давления и температуры и т. Д. Повышение давления и температуры в цилиндре зависит от скорости и нагрузки двигателя. Таким образом, изменение скорости изменяется с 1480 до 1460 об / мин при одинаковых условиях нагрузки. Выходная мощность БД двигателя и удельный расход топлива немного снизились, что показано серым цветом на уровне расчетного коэффициента (A3B3C1) на рис.11. Теплопроводность материала каталитического медного сплава меди, хрома и циркония выше, поэтому химическая реакция начинается быстрее, а затем ускоряется до более высокой скорости сгорания за счет материала катализатора, и, следовательно, период задержки воспламенения сокращается, и полное сгорание происходит в вторая ступень быстрого сгорания. Сгорание регулируется вплоть до третьей стадии, когда капли топлива впрыскиваются до конца. Вследствие полного сгорания выбросы CO и HC снижаются, а NOx увеличивается из-за высокой температуры теплового пламени.
Рисунок 11OA против GRA Результаты сравнения характеристик двигателя и выбросов — Это указывает на эксперимент с параметрами прогнозирования GRA и показывает лучшие результаты в рабочих характеристиках двигателя по SFC, крутящему моменту, выбросам CO и HC.
На основе подтверждающих экспериментов снова проводятся проверочные эксперименты для сравнения результатов двигателей с покрытием и без покрытия. Исходя из условий оптимальных параметров, смешанное дизельное топливо B20, 100% нагрузка и 1460 об / мин поддерживались, и новые результаты сведены в таблицу в Таблице 13.Основываясь на экспериментальных испытаниях, покрытие поршня вместе с биодизелем привело к снижению выбросов CO и HC дизельного двигателя, поскольку покрытие и биодизель приводят к повышенным потерям тепла стенками и более низким уровням температуры стенок. Таким образом, цель исследовательской работы выполнена.
Таблица 13 Сравнение дизельного двигателя без покрытия (базовый двигатель) с биодизельным двигателем с покрытием.Давление в цилиндре и скорость тепловыделения менялись в зависимости от угла поворота коленчатого вала при скорости 1460 об / мин и 11.Нагрузка 8 кг для двигателя с покрытием, как показано на рис. 12. Максимальное давление в цилиндре, развиваемое в двигателе с покрытием, составляет 62 бар. Совокупное тепловыделение для двигателя с покрытием составляет 0,95 кДж, и оно показано на рис. 13.
Рисунок 12 График зависимости давления в цилиндреот угла поворота коленчатого вала — Изображение, полученное с помощью программного обеспечения Engine LV, показывает максимальное давление в цилиндре и запуск и окончание сгорания относительно угла поворота коленчатого вала (диаграмма p-).
Рисунок 13График зависимости угла поворота коленчатого вала от суммарного тепловыделения — показывает скорость тепловыделения по отношению к углу поворота коленчатого вала.
Поннусами и др. . 7 исследовал влияние медного покрытия на улучшение рабочих характеристик и снижение выбросов меди благодаря быстрому распространению пламени и каталитической активации материала каталитического покрытия, присутствующего в поршне двигателя и камере сгорания, что приводит к снижению выбросов CO и HC. Аналогичным образом в этом исследовании двигатель с покрытием показал незначительное снижение выбросов CO и HC. Это показано на рис. 14.
Рис. 14График сравнения результатов выбросов двигателей с покрытием и без покрытия.График показывает, что выбросы CO и HC резко сократились, а выбросы NOx увеличились из-за условий эксплуатации при высокой температуре двигателя.
Микроструктура поршня с покрытием
Изображение покрытия поршня с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) показано на рис. 15. Это изображение получено после проведения экспериментального испытания. Размер зерен составляет 10–20 мкм. На этом изображении заметны трещины на верхней поверхности зоны покрытия поршня, что свидетельствует о воздействии термомеханических напряжений, возникающих при работе двигателя.Присутствие углеродных частиц на черной поверхности указывает на результат горения, и также следует отметить, что связующее покрытие и материал покрытия из каталитического сплава прочно прикреплены. Нет никаких признаков отслаивания или плавления покрытия верхней поверхности днища поршня из-за высокой температуры двигателя, вызванной пиком сгорания.
Рис. 15СЭМ-изображение. Указывает на некоторые трещины, образовавшиеся после сгорания в покрытом поршне, и отсутствие отслоения покрытия. Структура зерен от 10–20 мкм. Увеличение: 1.00 K X.
Повышение эффективности двигателя внутреннего сгорания
Также необходимы способы улучшения воспламеняемости обедненной смеси в бензиновых двигателях.То есть способность сжигать реальную бедную смесь ограничена топливом. Если смесь бензина с воздухом слишком бедная, пламя не будет иметь достаточной скорости, чтобы пройти через цилиндр за время, разрешенное скоростью вращения двигателя, которую хочет водитель, или пламя даже не запустит пропуски зажигания в цилиндре, и тогда катализатор сработает. окислить огромное количество UHC и, следовательно, может перегреться (что может означать, что вам придется покупать новый катализатор).
Фон:
Первый курс термодинамики может научить эффективности цикла Отто (который является идеальным циклом, используемым для имитации бензинового двигателя с искровым зажиганием).Такой курс выведет следующее уравнение для эффективности цикла Отто:
ч
= 1 1 / r v г-1Степень сжатия двигателя r v . Собственно, это соотношение объемов. Это отношение объема в цилиндре, когда поршень находится внизу цилиндра, к объему в цилиндре, когда поршень находится в его верхнем положении: r v = V внизу / V вверху .
Большинство автомобильных двигателей имеют степень сжатия от 9 до 10.5 диапазон. Отметим: чем выше степень сжатия, тем выше КПД! Параметр g представляет собой отношение удельной теплоемкости, т. Е. Удельной теплоемкости при постоянном давлении и удельной теплоемкости при постоянном объеме. На практике чем выше g, тем выше КПД. Такой газ, как гелий или аргон, состоящий только из атомов, имеет максимально возможное значение g — 1,67. С другой стороны, комнатный воздух, состоящий в основном из молекул O 2 и N 2 , имеет g 1,4. Пар топлива имеет на g меньше, чем воздух.Смесь воздуха и паров бензина, вводимая в двигатель, имеет g около 1,35. Поскольку эта смесь сжимается и нагревается во время такта сжатия, ее g падает примерно до 1,33. При сгорании (когда поршень находится близко к своему верхнему положению) топливо окисляется до CO 2 (и некоторого количества CO) и H 2 O, и g далее падает. Он падает в диапазоне 1,20–1,25. Общий эффективный g для всего цикла для использования в приведенном выше уравнении эффективности составляет примерно 1,27 .
Практическое правило: чем сложнее молекулы, тем меньше g.Нижний предел равен 1. Атомы аргона и гелия только перемещаются, то есть они движутся по прямой траектории, пока не встретят другой атом. Молекулы комнатного воздуха перемещаются и вращаются (около двух своих осей). Горячий воздух начинает вибрировать (как два ядра, соединенных пружиной). Молекулы паров топлива имеют много возможностей вибрировать даже при комнатной температуре. Продукты сгорания вибрируют. Тем не менее, только трансляция молекул НАДВИГАЕТСЯ на поршень. Другие режимы молекулярного движения ничего не делают для толкания поршня.Таким образом, когда g падает (что указывает на усиление вибрации молекул), h падает. Бедный двигатель (т. Е. Двигатель с избыточным воздухом) имеет более холодный процесс сгорания и больше воздуха по сравнению с топливом, чем типичный двигатель с химически правильной смесью. Таким образом, его g больше, а h больше.
Подставьте g = 1,27 в приведенное выше уравнение эффективности, предположите, что r v = 10, и вы получите h = 0,46. Умножьте это примерно на 0,75, чтобы учесть эффекты реального цикла (например, время, необходимое для горения, потери тепла в охлаждающую жидкость и выпускные клапаны, которые открываются до того, как поршень полностью достигнет нижнего положения), и вы получите h = 0.35. Это эффективность (указанная выше) использования химической энергии топлива для толкания поршней. Умножьте это на механический КПД двигателя, который учитывает механическое трение в двигателе и работу по перекачке воздуха (и топлива), которую необходимо выполнить, и вы получите конечный или общий КПД двигателя. Конечно, механический КПД зависит от условий вождения. Чем выше частота вращения двигателя, тем больше потери на трение. Чем больше закрыта дроссельная заслонка (т. Е. Чем дальше вы снимаете ногу с педали), тем выше насосные потери.Для типичного вождения в США общий КПД двигателя составляет около 20%. Обратите внимание, ваша педаль на самом деле не педаль газа, это педаль воздуха! Добавьте к этому механические потери на трение трансмиссии и реальной оси (или потери на трение трансмиссии) и утечку некоторых основных принадлежностей, и вы получите 15% -ный коэффициент расхода топлива на колеса для типичного автомобиля, эксплуатируемого в США.
Однако это ограничение не распространяется на дизельный двигатель. Он работает с высокой степенью сжатия. Отчасти этим объясняется его высокая эффективность. Он также работает на обедненной смеси, и его перекачивающая работа невысока, что еще больше увеличивает его эффективность по сравнению с бензиновым двигателем.Человечеству нужны тихие, бездымные дизели без запаха!
Идентификация в реальном времени параметров сгорания двигателя внутреннего сгорания на основе сигнала скорости вибрации
Абстрактные
Точные параметры сгорания являются основой эффективного замкнутого управления процессом сгорания двигателя.Некоторые параметры сгорания, включая начало сгорания, местоположение пикового давления, максимальную скорость повышения давления и его местоположение, можно определить по сигналам вибрации блока двигателя. Эти сигналы часто включают в себя вклады, не связанные со сгоранием, которые ограничивают быстрое получение параметров сгорания в расчетах. Считается, что основная составляющая этих вкладов, не связанных со сгоранием, вызвана возвратно-поступательным возбуждением силы инерции (RIFE) кривошипно-шатунного механизма двигателя.Создана математическая модель для описания реакции RIFE. Параметры модели распознаются с помощью алгоритма распознавания образов, и прогнозируется реакция RIFE, а затем соответствующие вклады удаляются из измеренных сигналов скорости вибрации. Параметры горения извлекаются из характерных точек обновленных сигналов скорости вибрации. Есть угловые отклонения между характерными точками в сигналах виброскорости и в сигналах давления в цилиндре.Для начала горения принято системное смещение для исправления отклонения, а предел погрешности прогнозируемых параметров находится в пределах 1,1 °. Для прогнозирования местоположения максимальной скорости повышения давления и местоположения пикового давления вводятся алгоритмы, основанные на доле высокочастотных компонентов в сигналах скорости вибрации. Результаты испытаний показывают, что два параметра могут быть предсказаны с погрешностью 0,7 ° и 0,8 ° соответственно. Увеличение от точки перегиба, предшествующей точке пикового значения, до пикового значения в сигналах скорости вибрации используется для прогнозирования значения максимальной скорости повышения давления.Наконец, делается вывод о структуре мониторинга для реализации прогноза параметров горения. Достигнут удовлетворительный прогноз параметров горения в последовательных циклах, что подтверждает правильность предложенных методов.
% PDF-1.4 % 2394 0 объект > эндобдж xref 2394 285 0000000016 00000 н. 0000010652 00000 п. 0000010818 00000 п. 0000011227 00000 н. 0000011626 00000 п. 0000012409 00000 п. 0000012461 00000 п. 0000013135 00000 п. 0000013250 00000 п. 0000013501 00000 п. 0000013759 00000 п. 0000014169 00000 п. 0000020889 00000 п. 0000021077 00000 п. 0000023885 00000 п. 0000026780 00000 п. 0000029537 00000 п. 0000031954 00000 п. 0000034729 00000 п. 0000037585 00000 п. 0000037710 00000 п. 0000037811 00000 п. 0000040553 00000 п. 0000043038 00000 п. 0000046010 00000 п. 0000046148 00000 п. 0000046301 00000 п. 0000046453 00000 п. 0000046605 00000 п. 0000046758 00000 н. 0000046911 00000 п. 0000047064 00000 п. 0000047217 00000 п. 0000047370 00000 п. 0000047521 00000 п. 0000047672 00000 п. 0000047825 00000 п. 0000047978 00000 п. 0000048130 00000 н. 0000048281 00000 п. 0000048433 00000 п. 0000048586 00000 п. 0000048739 00000 п. 0000048892 00000 п. 0000049045 00000 п. 0000049198 00000 п. 0000049351 00000 п. 0000049504 00000 п. 0000049657 00000 п. 0000049810 00000 п. 0000049963 00000 н. 0000050116 00000 п. 0000050267 00000 п. 0000050418 00000 п. 0000050571 00000 п. 0000050724 00000 п. 0000050877 00000 п. 0000051030 00000 п. 0000051183 00000 п. 0000051336 00000 п. 0000051489 00000 п. 0000051642 00000 п. 0000051795 00000 п. 0000051948 00000 п. 0000052101 00000 п. 0000052254 00000 п. 0000052407 00000 п. 0000052560 00000 п. 0000052713 00000 п. 0000052866 00000 п. 0000053019 00000 п. 0000053168 00000 п. 0000053317 00000 п. 0000053468 00000 п. 0000053619 00000 п. 0000053770 00000 п. 0000053921 00000 п. 0000054072 00000 п. 0000054223 00000 п. 0000054374 00000 п. 0000054525 00000 п. 0000054678 00000 п. 0000054831 00000 п. 0000054984 00000 п. 0000055135 00000 п. 0000055286 00000 п. 0000055439 00000 п. 0000055592 00000 п. 0000055745 00000 п. 0000055898 00000 п. 0000056051 00000 п. 0000056204 00000 п. 0000056355 00000 п. 0000056506 00000 п. 0000056658 00000 п. 0000056810 00000 п. 0000056963 00000 п. 0000057116 00000 п. 0000057269 00000 п. 0000057422 00000 п. 0000057574 00000 п. 0000057726 00000 п. 0000057879 00000 п. 0000058032 00000 п. 0000058185 00000 п. 0000058338 00000 п. 0000058489 00000 н. 0000058640 00000 п. 0000058793 00000 п. 0000058946 00000 п. 0000059099 00000 н. 0000059252 00000 п. 0000059405 00000 п. 0000059558 00000 п. 0000059705 00000 п. 0000059850 00000 п. 0000060001 00000 п. 0000060154 00000 п. 0000060307 00000 п. 0000060460 00000 п. 0000060613 00000 п. 0000060766 00000 п. 0000060919 00000 п. 0000061072 00000 п. 0000061225 00000 п. 0000061378 00000 п. 0000061531 00000 п. 0000061684 00000 п. 0000061834 00000 п. 0000061984 00000 п. 0000062137 00000 п. 0000062290 00000 н. 0000062441 00000 п. 0000062592 00000 п. 0000062743 00000 п. 0000062892 00000 п. 0000063043 00000 п. 0000063196 00000 п. 0000063349 00000 п. 0000063502 00000 п. 0000063655 00000 п. 0000063808 00000 п. 0000063961 00000 п. 0000064114 00000 п. 0000064267 00000 п. 0000064419 00000 п. 0000064571 00000 п. 0000064724 00000 н. 0000064877 00000 п. 0000065029 00000 п. 0000065181 00000 п. 0000065334 00000 п. 0000065487 00000 п. 0000065640 00000 п. 0000065793 00000 п. 0000065944 00000 п. 0000066095 00000 п. 0000066248 00000 п. 0000066401 00000 п. 0000066553 00000 п. 0000066705 00000 п. 0000066856 00000 п. 0000067007 00000 п. 0000067160 00000 п. 0000067311 00000 п. 0000067462 00000 п. 0000067615 00000 п. 0000067768 00000 п. 0000067921 00000 п. 0000068074 00000 п. 0000068227 00000 п. 0000068380 00000 п. 0000068532 00000 п. 0000068684 00000 п. 0000068837 00000 п. 0000068990 00000 н. 0000069143 00000 п. 0000069296 00000 п. 0000069449 00000 п. 0000069601 00000 п. 0000069753 00000 п. 0000069906 00000 н. 0000070059 00000 п. 0000070212 00000 п. 0000070365 00000 п. 0000070518 00000 п. 0000070671 00000 п. 0000070822 00000 п. 0000070973 00000 п. 0000071125 00000 п. 0000071277 00000 п. 0000071430 00000 п. 0000071582 00000 п. 0000071734 00000 п. 0000071887 00000 п. 0000072038 00000 п. 0000072187 00000 п. 0000072338 00000 п. 0000072491 00000 п. 0000072644 00000 п. 0000072797 00000 п. 0000072950 00000 п. 0000073103 00000 п. 0000073254 00000 п. 0000073405 00000 п. 0000073552 00000 п. 0000073699 00000 п. 0000073852 00000 п. 0000074005 00000 п. 0000074157 00000 п. 0000074309 00000 п. 0000074462 00000 н. 0000074615 00000 п. 0000074767 00000 п. 0000074919 00000 п. 0000075072 00000 п. 0000075550 00000 п. 0000075703 00000 п. 0000075856 00000 п. 0000076009 00000 п. 0000076162 00000 п. 0000076315 00000 п. 0000076468 00000 п. 0000076621 00000 п. 0000076774 00000 п. 0000076927 00000 п. 0000077080 00000 п. 0000077233 00000 п. 0000077384 00000 п. 0000077533 00000 п. 0000077684 00000 п. 0000077837 00000 п. 0000077990 00000 н. 0000078143 00000 п. 0000078296 00000 п. 0000078449 00000 п. 0000078602 00000 п. 0000078755 00000 п. 0000078908 00000 п. 0000079061 00000 п. 0000079213 00000 п. 0000079365 00000 п. 0000079518 00000 п. 0000079671 00000 п. 0000079824 00000 п. 0000079977 00000 н. 0000080130 00000 п. 0000080281 00000 п. 0000080432 00000 п. 0000080585 00000 п. 0000080737 00000 п. 0000080889 00000 п. 0000081040 00000 п. 0000081191 00000 п. 0000081344 00000 п. 0000081496 00000 н. 0000081648 00000 н. 0000081799 00000 п. 0000081950 00000 п. 0000082103 00000 п. 0000082256 00000 п. 0000082409 00000 п. 0000082562 00000 н. 0000082713 00000 п. 0000082864 00000 н. 0000083017 00000 п. 0000083170 00000 п. 0000083323 00000 п. 0000083476 00000 п. 0000083627 00000 н. 0000083778 00000 п. 0000083931 00000 п. 0000084084 00000 п. 0000084239 00000 п. 0000084396 00000 п. 0000084553 00000 п. 0000084709 00000 п. 0000084865 00000 п. 0000085022 00000 п. 0000085162 00000 п. 0000102910 00000 н. 0000141178 00000 н. 0000141331 00000 н. 0000010428 00000 п. 0000006123 00000 н. трейлер ] / Назад 2066931 / XRefStm 10428 >> startxref 0 %% EOF 2678 0 объект > поток h [P -%! U! @ Xe5 @.* «»: ˪: ࠣ3> | TUb [tsOws
Основы двигателя внутреннего сгорания 2E
Общеупотребительные символы, индексы и сокращения
ГЛАВА 1 Типы двигателей и их работа
1.1 Введение и историческая перспектива
1.2 Классификация двигателей
1.3 Рабочие циклы двигателя
1.4 Компоненты двигателя
1.5 Многоцилиндровые двигатели
1.6 Работа двигателя с искровым зажиганием
1.7 различных типов четырехтактных двигателей SI
1.7.1 Двигатели с искровым зажиганием и левым впрыском топлива
1.7.2 Двигатели SI для гибридных электромобилей
1.7.3 Двигатели SI с форсировкой
1.7.4 Двигатели SI с прямым впрыском
1.7. 5 Передкамерные двигатели SI
1.7.6 Роторные двигатели
1.8 Работа двигателя с воспламенением от сжатия
1.9 Различные типы дизельных двигателей
1.10 Работа двухтактных двигателей
1.11 Топливо
1.11.1 Бензин и дизельное топливо
1.11.2 Альтернативные виды топлива
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 2 Конструкция двигателя и рабочие параметры
2.1 Важные характеристики двигателя
2.2 Геометрические соотношения для поршневых двигателей
2.3 Силы в поршневом механизме
2.4 Тормозной момент и мощность
2,5 Указанная работа за цикл
2,6 Механический КПД
2,7 Среднее эффективное давление
2,8 Удельный расход топлива и КПД
2,9 Воздух / топливо и соотношение топливо / воздух
2.10 Объемный КПД
2.11 Удельная мощность, удельный вес и удельный объем
2.12 Поправочные коэффициенты для мощности и объемного КПД
2.13 Удельный выброс и индекс выбросов
2.14 Взаимосвязь между рабочими параметрами
2.15 Конструкция двигателя и рабочие характеристики
2.16 Требования к мощности транспортного средства
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 3 Термохимия топливовоздушных смесей
3.1 Характеристики пламени
3.2 Модель идеального газа
3.3 Состав воздуха и топлива
3.4 Стехиометрия горения
3.5 Первый закон термодинамики и горения
3.5.1 Энергетический и энтальпийный балансы
3.5.2 Энтальпии образования
3.5.3 Значения нагрева
3.5.4 Адиабатические процессы сгорания
3.5.5 Эффективность сгорания двигателя внутреннего сгорания
3.6 Второй закон термодинамики применительно к сгоранию
3.6.1 Энтропия
3.6.2 Максимальная работа от Двигатель внутреннего сгорания и КПД
3.7 Химически реагирующие газовые смеси
3.7.1 Химическое равновесие
3.7.2 Скорость химических реакций
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 4 Свойства рабочих жидкостей
4.1 Введение
4.2 Состав несгоревшей смеси
4.3 Взаимосвязь свойств газа
4.4 Простая аналитическая модель идеального газа
4.5 Диаграммы термодинамических свойств
4.5.1 Диаграммы несгоревшей смеси
4.5.2 Диаграммы сгоревшей смеси
4.5.3 Связь между диаграммами несгоревшей и сгоревшей смеси
4.6 Таблицы свойств и состава
4.7 Компьютерные программы для расчета свойств и состава
4.7.1 Несгоревшие смеси
4.7.2 Сгоревшие смеси
4.8 Транспортные свойства
4.9 Состав выхлопных газов
4.9.1 Данные о концентрации частиц
4.9.2 Определение коэффициента эквивалентности по компонентам выхлопных газов
4.9.3 Влияние неоднородности соотношения топливо / воздух
4.9.4 Неэффективность сгорания
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 5 Идеальные модели циклов двигателя
5.1 Введение
5.2 Идеальные модели процессов двигателя
5.3 Термодинамические соотношения для процессов двигателя
5.4 Анализ цикла с идеальной газовой рабочей жидкостью с постоянной cv и cp
5.4.1 Цикл постоянного объема
5.4.2 Циклы ограниченного и постоянного давления
5.4.3 Сравнение циклов
5.5 Анализ топливно-воздушного цикла
5.5.1 Моделирование цикла двигателя SI
5.5.2 Моделирование цикла двигателя CI
5.5.3 Результаты расчетов циклов
5.6 Перерасширенные циклы двигателя
5.7 Анализ доступности процессов двигателя
5.7.1 Взаимосвязи доступности
5.7.2 Изменения энтропии в идеальных циклах
5.7.3 Анализ доступности идеальных циклов
5.7.4 Влияние отношения эквивалентности
5.8 Сравнение с реальными циклами двигателя
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 6 Процессы газообмена
6.1 Процессы впуска и выпуска в четырехтактном цикле
6.2 Объемный КПД
6.2.1 Квазистатические эффекты
6.2.2 Сопротивление потоку на впуске и выпуске
6.2.3 Теплопередача на впуске и в цилиндре
6.2.4 Влияние синхронизации впускного клапана
6.2.5 Дросселирование воздушного потока на впускном клапане
6.2.6 Регулировка впуска и выпуска
6.2.7 Комбинированные эффекты: безнаддувные двигатели
6.2.8 Влияние турбонаддува
6.3 Поток через клапаны и порты
6.3.1 Геометрия и работа клапана и порта
6.3.2 Скорость потока и коэффициенты нагнетания
6.3.3 Регулируемое время работы клапана и управление
6.4 Доля остаточного газа
6.5 Изменение расхода выхлопного газа и температуры
6.6 Очистка в двухтактных двигателях
6.6.1 Конфигурации двухтактных двигателей
6.6.2 Параметры и модели продувки
6.6.3 Фактические процессы продувки
6.7 Поток через каналы двухтактного двигателя
6.8 Наддув и турбонаддув
6.8.1 Методы повышения мощности
6.8.2 Основные взаимосвязи
6.8.3 Компрессоры
6.8.4 Турбины
6.8.5 Компрессор, двигатель, Согласование турбины
6.8.6 Устройства волнового сжатия
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 7 Приготовление смеси в двигателях SI
7.1 Требования к смеси двигателей с искровым зажиганием
7.2 Обзор дозирования топлива
7.2.1 Подходы к образованию смеси
7.2.2 Соответствующие характеристики топлива
7.3 Центральный (дроссельная заслонка) впрыск топлива
7.4 Порт (многоточечный) впрыск топлива
7.4.1 Схема, компоненты и функции системы
7.4.2 Поведение при распылении топлива
7.4 .3 Удары обратного потока
7.5 Явления воздушного потока
7.5.1 Поток мимо дроссельной заслонки
7.5.2 Поток во впускных коллекторах
7.5.3 Модели воздушного потока
7.6 Явления потока топлива: Портовый впрыск топлива
7.6.1 Поведение жидкого топлива
7.6.2 Переходные процессы: модели с топливной пленкой
7.7 Прямой впрыск топлива
7.7.1 Обзор подходов к прямому впрыску
7.7.2 Процессы приготовления смеси DI
7.7.3 Система и компоненты двигателя DI
7.8 Датчики кислорода в выхлопных газах
7.9 Системы подачи топлива
7.10 Сжиженный нефтяной газ и природный газ
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 8 Движение заряда в цилиндре
8.1 Потоки, создаваемые всасыванием
8.2 Характеристики средней скорости и турбулентности
8.2.1 Определения соответствующих параметров
8.2.2 Применение к данным о скорости двигателя
8.3 Завихрение
8.3.1 Измерение завихрения
8.3.2 Создание завихрения во время индукции
8.3.3 Изменение завихрения в цилиндре
8.4 Вихревое движение
8.5 Поршневые потоки: Сжатие
8.6 Взаимодействие с завихрением, кувырком и сужением потока
8.7 Течения в форкамерном двигателе
8.8 Течения в щелях и прорыв
8.9 Потоки, создаваемые взаимодействием поршневого цилиндра и стенки
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 9 Возгорание в двигателях искрового зажигания
9.1 Основные характеристики процесса
9.1.1 Основы сгорания
9.1.2 Процесс сгорания в двигателе SI
9.2 Термодинамика сгорания в двигателе SI
9.2.1 Сгоревшие и несгоревшие состояния смеси
9.2.2 Анализ данных о давлении в цилиндре
9.2.3 Процесс сгорания Характеристика
9.3 Структура и скорость пламени
9.3.1 Общие наблюдения
9.3.2 Структура пламени
9.3.3 Скорость ламинарного горения
9.3.4 Зависимость распространения пламени
9.3.5 Горение с прямым впрыском топлива
9.9.4.1 Замечания и определения
9.4.2 Причины колебаний от цикла к циклу и от цилиндра к цилиндру
9.4.3 Частичное горение, пропуски зажигания и стабильность двигателя
9.5 Искровое зажигание
9.5.1 Основы зажигания
9.5.2 Стандартные системы зажигания
9.5.3 Альтернативные подходы к зажиганию
9.6 Ненормальное возгорание: самовозгорание и детонация
9.6.1 Описание явлений
9.6.2 Основы детонации
9.6.3 Топливные факторы
9.6.4 Спорадическое преждевременное зажигание и детонация
9.6.5 Подавление детонации
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 10 Сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия
10.1 Основные характеристики процесса
10.2 Типы дизельных систем сгорания
10.2.1 Прямой впрыск Системы
10.2.2 Другие системы сгорания дизельного топлива
10.2.3 Сравнение различных систем сгорания
10.3 Сгорания дизельного двигателя
10.3.1 Оптические исследования процесса сгорания дизельного топлива
10.3.2 Сгорание в многораспылительных системах с прямым впрыском
10.3.3 Анализ скорости тепловыделения
10.3.4 Концептуальная модель сгорания дизельного топлива с прямым впрыском
10.4 Поведение при распылении топлива
10.4.1 Впрыск топлива
10.4.2 Общая структура распылителя
10.4 .3 Распыление и проявление распылением
10.4.4 Проникновение распылением
10.4.5 Распределение размеров капель
10.4.6 Испарение распылением
10.5 Задержка воспламенения
10.5.1 Определение и обсуждение
10.5.2 Качество воспламенения топлива
10.5.3 Самовоспламенение и горение предварительной смеси
10.5.4 Физические факторы, влияющие на задержку воспламенения
10.5.5 Влияние свойств топлива
10.5.6 Корреляции задержки зажигания в двигателях
10.6 Горение под контролем смешения
10.6.1 Предпосылки
10.6.2 Распыление и пламя Структура
10.6.3 Смешивание топлива с воздухом и скорости горения
10.7 Альтернативные подходы к сжиганию с воспламенением от сжатия
10.7.1 Сжигание дизельного топлива с многократным впрыском
10.7.2 Усовершенствованные концепции сгорания от сжатия с воспламенением от сжатия
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 11 Образование и контроль загрязняющих веществ
11.1 Характер и масштаб проблемы
11.2 Оксиды азота
11.2.1 Кинетика образования NO
11.2.2 Образование NO2
11.2.3 Образование NO в двигателях с искровым зажиганием
11.2.4 Образование NOx в двигателях с воспламенением от сжатия
11.3 Углерод Монооксид
11.4 Выбросы углеводородов
11.4.1 Общие сведения
11.4.2 Основы тушения пламени и окисления
11.4.3 Выбросы углеводородов из двигателей с искровым зажиганием
11.4.4 Механизмы выброса углеводородов в дизельном двигателе
11.5 Выбросы твердых частиц
11.5.1 Твердые частицы двигателя с искровым зажиганием
11.5.2 Характеристики частиц дизельного топлива
11.5.3 Распределение твердых частиц в цилиндре
11.5.4 Основы образования сажи
11.5.5 Окисление сажи
11.5.6 Адсорбция и конденсация
11.6 Очистка выхлопных газов
11.6.1 Доступные опции
11.6.2 Основы катализатора
11.6.3 Каталитические преобразователи
11.6.4 Фильтры или ловушки твердых частиц
11.6.5 Системы очистки выхлопных газов
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 12 Теплопередача двигателя
12.1 Важность теплопередачи
12.2 Режимы теплопередачи
12.2.1 Проводимость
12.2.2 Конвекция
12.2.3 Радиация
12.2.4 Общий процесс теплопередачи
12.3 Теплопередача и энергетический баланс двигателя
12.4 Конвективная теплопередача
12,4 .1 Анализ размеров
12.4.2 Корреляции для усредненного по времени теплового потока
12.4.3 Корреляции для мгновенных пространственных средних коэффициентов
12.4.4 Корреляции для мгновенных локальных коэффициентов
12.4.5 Теплопередача выхлопной и впускной систем
12.5 Радиационная теплопередача
12.5.1 Излучение газов
12.5.2 Излучение пламени
12.6 Измерение мгновенных скоростей теплопередачи
12.6.1 Методы измерения
12.6.2 Измерения двигателя с искровым зажиганием
12.6.3 Измерения дизельного двигателя
12.6.4 Оценка корреляции теплопередачи
12.6.5 Поведение пограничного слоя
12.7 Тепловая нагрузка и температуры компонентов
12.7.1 Влияние переменных двигателя
12.7.2 Распределение температуры компонентов
12.7.3 Прогрев двигателя
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 13 Трение и смазка двигателя
13.1 Предпосылки
13.2 Определения
13.3 Основы трения
13.3.1 Смазываемое трение
13.3.2 Турбулентное диссипация
13.3.3 Всего Трение
13.4 Методы измерения
13.5 Данные о трении двигателя
13.5.1 Двигатели SI
13.5.2 Дизельные двигатели
13.6 Механические компоненты трения
13.6.1 Тесты поломки моторизованного двигателя
13.6.2 Система смазки двигателя
13.6.3 Трение и смазка поршневого узла
13.6.4 Трение коленчатого вала
13.6.5 Трение клапанного механизма
13.7 Трение нагнетания
13.8 Требования к мощности вспомогательного оборудования
13.9 Моделирование трения двигателя
13.10 Масло Расход
13.10.1 Контекст потребления масла
13.10.2 Транспортировка масла в цилиндр
13.10.3 Испарение масла
13.10.4 Продувка и унос масла
13.11 Смазочные материалы
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 14 Моделирование реального потока в двигателе и процессов сгорания
14.1 Назначение и классификация моделей
14.2 Управляющие уравнения для открытой термодинамической системы
14.2.1 Сохранение массы
14.2.2 Сохранение энергии
14.3 Потребление и Модели потока выхлопных газов
14.3.1 Предпосылки
14.3.2 Модели квазистационарного потока
14.3.3 Методы наполнения и опорожнения
14.3.4 Газодинамические модели
14.4 Термодинамические модели цилиндров
14.4.1 Предпосылки и общая структура модели
14.4.2 Модели двигателя с искровым зажиганием
14.4.3 Модели двигателя с прямым впрыском
14.4.4 Модели двигателя с форкамерой
14.4.5 Модели многоцилиндрового двигателя и сложной системы двигателя
14.4.6 Второе начало Анализ процессов двигателя
14.5 Многомерные модели на основе механики жидкости
14.5.1 Базовый подход и управляющие уравнения
14.5.2 Модели турбулентности
14.5.3 Численная методология
14.5.4 Прогнозы поля потока
14.5.5 Моделирование распыления топлива
14.5.6 Моделирование горения
Ссылки
ГЛАВА 15 Эксплуатационные характеристики двигателя
15.1 Конструктивные задачи двигателя
15.2 Рабочие характеристики двигателя
15.2.1 Основные характеристики дизельных двигателей и двигателей
15.2.2 Характеристики двигателя
15.2.3 Крутящий момент , Мощность и среднее эффективное давление
15.2.4 Карты характеристик двигателя
15.3 Рабочие переменные, влияющие на производительность, эффективность и выбросы двигателя SI
15.3.1 Время искры
15.3.2 Состав смеси
15.3.3 Нагрузка и скорость
15.3.4 Степень сжатия
15.4 Конструкция системы сгорания двигателя SI
15.4.1 Цели и опции
15.4.2 Факторы, влияющие на горение
15.4.3 Факторы, которые Контрольные характеристики
15.4.4 Требование октанового числа камеры
15.4.5 Выбросы двигателя SI
15.4.6 Оптимизация
15.5 Переменные, влияющие на производительность, эффективность и выбросы дизельного двигателя
15.5.1 Нагрузка и скорость
15.5.2 Конструкция системы сгорания
15.5.3 Впрыск топлива и EGR
15.5.4 Общее поведение системы
15.6 Двухтактные двигатели
15.6.1 Рабочие параметры
15.6.2 Двухтактные бензиновые двигатели SI
15.6.3 Двухтактные Двигатели Cycle CI
15.7 Шум, вибрация и жесткость
15.7.1 Шум двигателя
15.7.2 Динамика поршневого механизма
15.7.3 Балансировка двигателя
15.8 Сводка характеристик двигателя и топлива
Проблемы
Ссылки
ПРИЛОЖЕНИЕ A Коэффициенты преобразования единиц
ПРИЛОЖЕНИЕ B Идеальные газовые отношения
B.1 Закон идеального газа
B.2 Моль
B.3 Термодинамические свойства
B.4 Смеси идеальных газов
ПРИЛОЖЕНИЕ C Уравнения для потока жидкости через ограничение
C.