Історична довідка. Основні поняття. Класифікація двигунів

Студент після засвоєння навчального курсу повинен знати: – сучасні конструкції автомобільних двигунів; – суть та призначення робочих процесів в автомобільних двигунах; – ефективність використання різних палив; – специфіку показників роботи різних типів транспортних двигунів які випливають з їх конструктивних особливостей та регулювання; – причин зміни показників роботи двигунів у залежності від експлуатаційних факторів; – норми екологічної безпеки автомобільних двигунів; повинен вміти: – вести розрахунки робочого процесу...

2015-01-18

31.32 KB

0 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Лекція 1 Вступ. Історична довідка. Основні поняття. Класифікація двигунів

Вступ

Дисципліна “Автомобільні двигуни” належить до нормативно-методичного забезпечення навчального процесу  галузі  знань 0701 – «Транспорт  і транспортна  інфраструктура» і передбачена для підготовки  бакалаврів за напрямом 6.070106 «Автомобільний транспорт».

Вона є однією з важливих дисциплін, які формують необхідні якості і знання у системі підготовки бакалаврів з експлуатації, ремонту, організації перевезень і управління на автомобільному транспорті.

Метою вивчення дисципліни „Автомобільні двигуни” є формування

інженерного мислення майбутніх спеціалістів, отримання знань про техніко-економічні показники і характеристики роботи автомобільних двигунів, їх конструктивні параметри, тенденції і напрямки розвитку транспортних двигунів; формування у студентів теоретичної і практичної бази, необхідної для майбутнього вивчення основ ефективної експлуатації транспортних засобів,  та їх ремонту.

Студент після засвоєння навчального  курсу повинен знати:

–  сучасні конструкції автомобільних двигунів;

–  суть та призначення робочих процесів в автомобільних двигунах;

– ефективність використання різних палив;

– специфіку показників роботи різних типів транспортних двигунів, які випливають  з їх конструктивних особливостей та регулювання;

– причин  зміни показників роботи двигунів у залежності від експлуатаційних факторів;

– норми екологічної безпеки автомобільних двигунів;

повинен вміти:

– вести розрахунки робочого процесу, конструкцій систем, вузлів, деталей двигуна,

– набути певні навички роботи з технічною документацією.

При вивченні дисципліни «Автомобільні двигуни» використовуються знання, набуті при вивченні таких дисциплін, як: вища математика, фізика, теоретична механіка, обчислювальна техніка і програмування, основи конструкцій автомобілів, історія розвитку транспорту, введення в технологічні процеси на автотранспорті.  

Навчальний процес  з дисципліни «Автомобільні двигуни» включає  в себе вивчення  теоретичного лекційного матеріалу, проведення практичних, лабораторних занять, а також виконання розрахунково-графічної роботи і  курсового проекту, самостійної роботи.

У якості підсумкового контролю знань студентів з курсу «Автомобільні двигуни» передбачено захист курсового проекту і екзамен.

2. Історична довідка про розвиток двигунів внутрішнього згоряння

Двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) з’явилися в кінці 19-го сторіччя.  У 1860 році перший промисловий зразок ДВЗ, який працював на світильному газі,  створив  французький інженер Ж. Ленуар.  Також французький інженер А. БО-де-Рош у 1862 році запропонував двигун з попереднім стискуванням робочої суміші, який мав кращі економічні показники ніж двигун  Ленуара.

Вдосконалення двигуна з попереднім стискуванням робочої суміші досягли у 1876 році німецький підприємець М. Отто і французький інженер Е. Ланген.

В 1880-х рр. О. С. Костович в Росії побудував перший бензиновий карбюраторний двигун.

У 1892 році  німецький інженер Р. Дизель отримав патент  на принцип дії двигуна з запалюванням від стискання повітря з подачею в нього кам’яного пилу. Двигун не працював, проте запропонований принцип був використаний у 1897-1899 роках у двигуні, який працював на керосині, що впорскувався у циліндр стиснутим у компресорі повітрям.

Удосконалення цього двигуна відбулось. на заводі Л. Нобеля в Петербурзі (нині «Російський дизель»), яке в 1898—99 рр. дозволило застосувати як паливо нафту. В результаті цього двигун стає найбільш економічним стаціонарним тепловим двигуном. На вказаному  заводі за проектом інженера Г. Трінклера в 1901 році збудовано перший у світі безкомпресорний дизель, у якому паливо безпосередньо впорскувалось у циліндр двигуна ,

У тому 1913 році російський професор О. Шелест розробив перший  тепловоз з ДВЗ, конструкцію якого було вдосконалено у 1924 за проектом Я. М. Гаккеля в Ленінграді.  

У 1906 році проф.. МВТУ В. Гриневецький вперше в світі створив метод теплового розрахунку ДВЗ, який в подальшому було розвинуто проф.. Є. Мазінгом, акад.. Б. Стечкіним, професорами. М Глаголєвим, Н. Брілінгом, І. Леніним.

    

3. Основні поняття, пов’язані з роботою поршневих ДВЗ

У поршневих ДВЗ під дією робочих газів здійснюється зворотно-поступальний рух поршня, який завдяки кривошипно-шатунному механізму  перетворюється в обертальний рух колінчастого вала.

Крайні положення поршня, в яких змінюється напрямок його руху називають мертвими точками: верхньою мертвою точкою (в. м. т.) і нижньою мертвою точкою (н.м.т.). Відстань між в.м.т. і н.м.т. називають ходом поршня. Позначають хід поршня символом S:

                                                            S=2R,                                                    (1.1)

де R – радіус кривошипа колінчастого вала.

Об’єм циліндра, який звільняється при переміщенні поршня на величину S, називається робочим об’ємом циліндра. Визначається за формулою:

,                                                 (1.2)                       

де D – діаметр циліндра.

Літражем багатоциліндрового двигуна називається сума робочих об’ємів усіх його циліндрів:

Vл = Vh·i, (1.3)

Де Vл – літраж двигуна;

      і – число циліндрів.

Об’єм циліндра над поршнем при його положенні в в.м.т. називається об’ємом камери згоряння  Vс. а сума об’ємів робочого і камери згоряння називається повним об’ємом циліндра  Vа:

Vа= Vh + Vс. (1.4)

Відношення повного об’єму циліндра до об’єму камери згоряння називається ступенем стиску  ε:

                                              .                                            (1.5)

4. Класифікація автомобільних двигунів

        ДВЗ класифікують за наступними ознаками.

4.1 За способом перетворення теплоти в механічну роботу:

– двигуни внутрішнього згоряння: поршневі: поршневі, роторно-поршневі, газотурбінні;

– двигуни зовнішнього згоряння: двигуни Стірлінга.

4.2 За способом здійснення робочого циклу:

– чотиритактні, двотактні (без наддуву і з наддувом).

Робочим циклом двигуна називають сукупність процесів, які послідовно повторюються, при яких змінюються параметри робочого тіла, а теплота, що виділяється, перетворюється в роботу. Робоче тіло певна кількість речовини , яка приймає участь у термодинамічному циклі, виконуючи корисну роботу.

Тактом двигуна називається частина робочого циклу, яка відбувається за один хід поршня.

4.3 За видом споживаного палива:

– бензинові двигуни;

– дизелі;

– газові або бензогазові двигуни;

– газодизелі;

– багатопаливні двигуни.

4.4 . За способом приготування горючої суміші з палива і повітря – на двигуни із зовнішнім,  внутрішнім або змішаним сумішоутворенням.

До ДВЗ з зовнішнім сумішоутворенням відносяться карбюраторні двигуни, в яких горюча суміш з рідкого палива і повітря утворюється в карбюраторі, або в  газозмішувачі ( горюча суміш з газу і повітря утворюється в змішувачі).

До ДВЗ з внутрішнім сумішоутворенням відносяться дизелі, двигуни з впорскуванням легкого палива в циліндр.

Змішане сумішоутворення відбувається у газодизелях.

4.5 За способом запалювання робочої суміші:

У ДВЗ. із зовнішнім сумішоутворенням запалювання робочої суміші в циліндрі відбувається від  електричної іскри.

         У двигунах з внутрішнім суміщоутворенням паливо займається при впорскуванні його в стисле повітря, нагріте до високої температури.

 У двигунах із змішаним сумішоутворенням (газодизелі) займання газового палива здійснюється від запальної дози рідкого палива.

4.6 За способом регулювання потужності двигуна:

– якісне (дизелі, газодизелі);

– кількісне (карбюраторні, газові двигуни);

– змішане (газодизелі).

4.7 За розташуванням циліндрів:

– однорядне (з вертикальним, горизонтальним, похилим розміщенням);

– дворядне (V – подібне, опозитне розміщення).

4.8 За швидкохідністю:

– тихохідні (середня швидкість поршня  Vm < 8 м/с);

– швидкохідні (середня швидкість поршня  Vm > 8 м/с).

4.9 За способом охолодження: двигуни з рідинним та повітряним охолодженням.

Сучасні автомобільні двигуни – переважно чотиритактні (з наддувом і без наддуву), з внутрішнім та зовнішнім сумішоутворенням, з іскровим запалюванням робочої суміші або самозайманням, рядні та V – подібні, з кількісним та якісним регулюванням потужності двигуна.

5. Основні розміри і параметри циліндра і двигуна

На основі заданих: ефективної потужності (), номінальної частоти обертання колінчастого вала (), тактності двигуна () і числа циліндрів (і), розрахунку середнього ефективного тиску () визначають робочий об’єм двигуна (літраж) за формулою:

                                         л.                                            (1.6)

Робочий об’єм одного циліндра:  

 л. (1.7)

Прийнявши попередньо відношення к= S/D,

визначають, округлюючи до цілого,  діаметр циліндра і хід поршня за формулами:  

                                                                мм                                       (1.8)                                       

                                            S = D·k, мм.                                            

Остаточно уточнюють основні розміри і параметри двигуна  за формулами:

–робочий об’єм  двигуна:

  л; (1.9)

–діаметр циліндра і хід поршня за наведеними вище формулами;

–площу дна поршня:

 мм2; (1.10)

–середню швидкість поршня:

                                          Vп.с..=  S·nе / 30·103 м/с.                                         (1.11)

Якщо похибка між прийнятою і розрахунковою  середньою швидкістю руху поршню Vп.с. перебільшує 5%, проводиться перерахунок ефективних параметрів і показників двигуна.

 Визначають  ефективну потужність двигуна:

                                          кВт.                                             (1.11)

Потужність двигуна, віднесена до 1л об’єму, визначається за формулою:

 кВт / л. (1.12)

Для автотракторних двигунів літрова потужність знаходиться у межах 20…50 кВт/л.

6. Перелік навчально-методичної літератури

1. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов.- М.: Легион-Автодата, 2004.- 344 с.

2. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – 4-е изд.,перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1984. – 384 с.

3. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – 3-е изд.,перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985. – 456 с.

4. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – 4-е изд.,перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1983. – 372 с.

5. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа двигателей. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1980. – 288 с.

6. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего  сгорания. М., "Машиностроение", 1989. – 390 с.

7. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. Владим. гос. ун-т. Владимир, 2000. -  256 с.

8. Кухаренок Г.М. Рабочий процесс высокооборотных дизелей. Методы и средства  совершенствования. – Минск: БГПА, 1999. – 180 с.

9. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. – 376 с.

10. Основы научных исследований. Под. ред. В.И. Крутова, В.В. Попова, М.: Высшая школа. 1989.- 400 с.

11. BOSCH. Системы управления дизельными двигателями. Пер.с нем.-М.:ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004.-480 с.

3



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
4218. Конституційні норми: поняття, структура, класифікація 15.03 KB
  Конституційно-правова норма - загально обов’язкове правило поведінки, встановлене і санкціоноване державою, з метою охорони і регулювання суспільних відносин, що становлять предмет галузі КП.
14236. Інноваційна діяльність: поняття та класифікація. Вплив на виробництво 80.72 KB
  У цей складний для України період відродження ринкових відносин коли вкрай важливими завданнями є збереження промислового комплексу його структурна перебудова і забезпечення подальшого науковотехнічного розвитку проблема підвищення ефективності інноваційної діяльності вітчизняних підприємств набуває принципового значення оскільки її вирішення дасть змогу перейти до створення і використання технологій більш високого рівня а отже прискорити економічне зростання національної економіки. Сьогодні інновації стають ключовим чинником...
7790. Основні поняття мультимедіа – систем 41.74 KB
  Ознайомитися з поняттям мультимедіа. Вивчити основні можливості мультимедіа. Мультимедіа multimedi це сучасна компютерна інформаційна технологія що дозволяє обєднати в компютерній системі текст звук відеозображення графічне зображення й анімацію мультиплікацію.
8312. Основні поняття та визначення мікропроцесорної техніки 14.29 KB
  Мікропроцесори і мікроЕОМ масова продукція електронної промисловості. Завдяки застосуванню МП і мікроЕОМ у технічних системах розширилися функціональні можливості апаратури підвищились її надійність і стабільність функціонування поліпшилась якість та швидкість обробки інформації. Перспективи та можливості застосування МП і мікроЕОМ в обчислювальних системах ще повністю не розкриті. При використані МП і мікроЕОМ розробники повинні вміти оцінювати можливості їх архітектури та технічні характеристики а також володіти мовами...
8086. Основні поняття та визначення теорії теплопередачі 109.6 KB
  Фізичні властивості рідини. Режими руху рідини. Конвекція – перенесення теплоти шляхом переміщення об’ємів рідини або газу рідкого середовища із області з однією температурою до області з іншою температурою. Якщо рух рідини викликаний штучно за допомогою вентилятора компресора або насоса то таку конвекцію називають вимушеною.
2206. Основні поняття, терміни та визначення теорії різання матеріалів 73.36 KB
  Основні поняття терміни та визначення теорії різання матеріалів. Різновидом механічного оброблення є процес різання який являє собою процес пластичного деформування і руйнування металу що супроводжується складними фізикохімічними явищами які призводять до утворення стружки. Предметом праці при різанні є заготовка яка після виконання процесу різання перетворюється в деталь потрібної форми і розмірів кількісні зміни із заданими фізикомеханічними властивостями поверхні якісні зміни. Для з’ясування місця процесів оброблення різанням...
8095. Основні поняття і визначення технічної термодинаміки. Рівняння стану ідеальних газів. Суміші газів 86.74 KB
  Роль теплотехніки як науки та її теоретична база. Предмет та метод технічної термодинаміки. Термодинамічна система. Параметри стану однорідного робочого тіла. Рівноважний та нерівноважний стан термодинамічної системи. Термодинамічний процес. Час релаксації в реальному процесі. Оборотний і необоротний термодинамічний процес. Кругові процеси. Рівняння стану ідеальних газів. Газова стала та її фізичний зміст
6662. Поліпшення екологічних показників автомобільних двигунів 132.98 KB
  Забруднення атмосферного повітря в результаті роботи автомобіля обумовлено трьома основними джерелами: системою випуску відпрацьованих газів системою мащення і вентиляції картера системою живлення. На долю вихлопних газів припадає найбільша частина 7080 шкідливих речовин що виділяються автомобільним двигуном. Ефективність такого очищення вихлопних газів досягає 95 але при цьому складна схема не дозволяє повністю позбутися від СО та оксидів азоту. Для боротьби з оксидами азоту знижували температуру горіння рециркуляцією вихлопних...
7345. Термодинамічні і робочі цикли поршневих двигунів 193.17 KB
  Згідно з другим законом термодинаміки навіть у ідеальній тепловій машині оборотні термодинамічні цикли неможливі без передачі частини теплової енергії холодному джерелу. Такі цикли називають термодинамічними або теоретичними (ідеальними). Стосовно ДВЗ їх досліджують з метою оцінки найбільшої потужності та економічності при реалізації конкретного циклу, визначення можливого коефіцієнта корисної дії тощо.
8619. Сучасні інформаційні технології діагностування автомобільних двигунів 13.63 KB
  Які існують засоби діагностування Як ви розумієте вбудовані та зовнішні засоби діагностування Які ви знаєте зони прослуховування на двигуні На чому оснований віброакустичний метод діагностування Мотивація пізнавальної активності. Сьогодні на занятті ми вивчимо тему “Сучасні інформаційні технології діагностування автомобільних двигунів†та дізнаємось про сучасні види та засоби діагностування двигунів. План: Ознайомлення з сучасними методами діагностування двигунів.
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.