МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ,
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ
СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ
Кафедра физики и теплообмена
Дисциплина:
ТЕПЛОТЕХНИКА
Л Е К Ц И Я
ТЕМА 9. ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Автор:
д.ф.-м.н., профессор П.В. Скрипов
Екатеринбург 2006
Цели лекции:
Учебные: Сформировать представление об основах работы двигателей внутреннего сгорания; дать термодинамический анализ работы двигателей при различных способах подвода теплоты.
Воспитательные: Воспитывать стремление к углубленному изучению предмета; прививать убежденность в практической значимости получаемых в лекционном курсе знаний.
Развивающие: Развивать способность творчески воспринимать и конспектировать предоставляемый материал; развивать навыки самостоятельной аналитической работы, умение выделять главное, проводить сопоставление и обобщение.
|
|
Метод проведения: лекция
Время занятия: 80 минут
Место проведения: аудитория
Материальное обеспечение: раздаточный материал с представлением основных соотношений и графиков
ЛИТЕРАТУРА:
1. Теплотехника: Учебник для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт и др.; под ред. А.П. Баскакова. 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1991. 224 с.
2. Техническая термодинамика: Учебное пособие / В.Н.Королёв, Е.М.Толмачёв. Екатеринбург: УГТУ, 2001. 180 с.
ПЛАН ЛЕКЦИИ:
1. Введение. Области применения ДВС.
2. Устройство, принцип действия и классификация ДВС.
3. Двигатели внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме.
4. Двигатели внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном давлении.
5. Двигатели внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты.
6. Теоретические циклы ДВС.
Введение
Тепловые двигатели, в которых сгорание топлива происходит внутри цилиндра, а преобразование тепловой энергии в механическую работу осуществляется воздействием газов на поршень, называются двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Устройство, принцип действия и классификация ДВС
ДВС состоит из следующих основных частей: цилиндра 1 (рис. 9.1), в котором перемещается поршень 2, всасывающего и выпускного клапанов 3, размещённых на головке 4 цилиндра, картера 5, коленчатого вала 6, соединённого шарнирно с шатуном 7. Рабочим циклом ДВС называется совокупность последовательных и периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя. Отдельный процесс рабочего цикла, совершающийся в цилиндре двигателя за один ход поршня (всасывание, сжатие, рабочий ход и выпуск), называется тактом. Рабочий цикл ДВС может быть осуществлён за два или за четыре такта. Соответственно двигатели называются 2- или 4-тактными.
|
|
Положения коленчатого вала, при которых поршень достигает крайних уровней во время перемещения в цилиндре, называются верхней мёртвой точкой (ВМТ) и нижней мёртвой точкой (НМТ).
ДВС классифицируются по следующим признакам:
1) по способу осуществления рабочего процесса - двухтактные и четырехтактные;
2) по способу наполнения рабочего цилиндра воздухом - двигатели, в которых всасывание рабочей смеси или воздуха осуществляется непосредственно поршнем, и двигатели с наддувом, в которых рабочая смесь или воздух подаются в цилиндр под повышенным давлением от нагнетателя;
3) по способу смесеобразования - двигатели с внешним смесеобразованием (рабочая смесь образуется вне рабочего цилиндра) и двигатели с внутренним смесеобразованием (смесь образуется внутри рабочего цилиндра);
4) по способу воспламенения рабочей смеси – двигатели с воспламенением рабочей смеси от постороннего источника, с воспламенением топлива под действием высокой температуры сжатого воздуха и двигатели с двойным воспламенением (под действием высокой температуры сжатого воздуха и особого запальника);
5) по характеру процесса горения - двигатели со сгоранием топлива при v = const, p = const и со смешанным сгоранием топлива (при v = const и p = const).
Объём пространства, заключённого между головкой цилиндра и днищем поршня при его положении в верхней мёртвой точке, называется объёмом камеры сгорания V c, а объём пространства между ВМТ и НМТ – рабочим объёмом цилиндра V h. Полный объём цилиндра V является суммой его рабочего объёма и объёма камеры сгорания.
Отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания называется степенью сжатия: .