Раздел 2. Основные рабочие процессы действительного цикла двигателей ТСУ

Тема 2.1. Принцип действия и рабочий цикл поршневого двигателя

Рабочие процессы четырехтактных двигателей с искровым зажиганием и дизелей. Рабочие процессы двухтактного ДВС. Понятие о наддуве поршневых двигателей. Идеальный действительный и расчетный циклы поршневых двигателей. Параметры, характеризуйте действительный цикл: среднее индикаторное давление и индикаторный коэффициент полезного действия

 [7, с. 20-24]; [8, с. 236-241]

Вопросы для самопроверки:

1. Действительный, идеальный и расчетный циклы. Допущения В.И. Гриневецкого

2. Рабочие процессы 4-тактных двигателей с искровым зажиганием и дизелей.

3. Параметры, характеризующие действительный цикл, среднее индикаторное давление.

4. Параметры, характеризуйте действительный цикл, индикаторный коэффициент полезного действия.

5. Рабочие процессы и диаграмма двухтактного ДВС.

Тема 2.2. Процессы газообмена

Условия протекания процессов газообмена в четырехтактных двигателях. Отдельные периоды процессов газообмена. Особенности протекания процессов газообмена; влияние гидравлического сопротивления систем впуска и выпуска, подогрев заряда. Фазы газораспределения. Параметры рабочего тела в системах впуска и выпуска. Определение давления и температуры в цилиндре в конце процессов впуска и выпуска. Коэффициент остаточных газов. Коэффициент наполнения как параметр, оценивающий совершенство процессов газообмена.

Конструктивные факторы, влияющие на коэффициент наполнения. Преимущества четырехклапанных головок блока цилиндра. Влияние режимов работы двигателя и условий окружающей среды на коэффициент наполнения и массовое наполнение цилиндров.

Особенности процессов газообмена в 2-тактных двигателях.

Влияние технического состояния ряда систем и механизмов двигателя, их эксплуатационных регулировок на процессы газообмена.

[7, с. 35-53]; [8, с. 244-258]

Вопросы для самопроверки:

1. Особенности процессов газообмена в 2-тактных двигателях. Основные схемы продувки 2-тактных двигателей. Их сравнительный анализ.

2. Определение и физический смысл коэффициента остаточных газов g_r.

3. Определение и физический смысл коэффициента наполнения h_v.

4. Влияние конструктивных факторов, режимов работы двигателя и условий окружающей среды на коэффициент наполнения h_v.  и массовое наполнение цилиндров.

 

Тема 2.3. Процесс сжатия

Цели осуществления процесса сжатия. Теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра в процессе сжатия. Показатель политропы сжатия; его изменение в процессе сжатия и среднее значение; влияние основных конструктивных и режимных факторов, технического состояния двигателя и условий окружающей среды на параметры в конце процесса сжатия.

Особенности процесса сжатия в дизелях и двигателях с искровым зажиганием. Факторы, обусловливающие выбор величины степени сжатия.

Термодинамический расчет параметров рабочего тела в конце сжатия и их значения для различных типов двигателей.

[7, с. 53-61]; [8, с. 258-263]

Вопросы для самопроверки:

1. Цели осуществления процесса сжатия. Факторы, обусловливающие выбор величины степени сжатия .

2. Теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра в процессе сжатия.

3. Показатель политропы сжатия n₁; его изменение в процессе сжатия.

4. Среднее значение показателя политропы сжатия n₁ и условия его выбора.

5. Термодинамический расчет параметров рабочего тела в конце сжатия T_c, P_c и их значения для различных типов двигателей

6. Влияние основных конструктивных и режимных факторов, технического состояния двигателя и условий окружающей среды на показатель политропы сжатия n₁ и параметры в конце процесса сжатия.

Тема 2.4. Процесс сгорания и его основные закономерности

Основные требования, предъявляемые к сгоранию топлива и тепловыделению в поршневых ДВС

Воспламенение и сгорание в дизеле.

 Анализ фаз сгорания по развернутой индикаторной диаграмме. Период задержки воспламенения и его зависимость от сорта топлива, термодинамических параметров заряда в момент начала впрыскивания, скоростного и нагрузочного режимов и др.

Процесс сгорания в двигателях с искровым зажиганием.

 Причины, вызывающие появление детонационного сгорания. Внешние признаки детонации. Отрицательные последствия эксплуатации двигателя с детонацией и методы ее устранения в условиях эксплуатации автомобилей.

Понятие о расчетных циклах. Влияние состава рабочего тела, зависимости теплоемкости от состава и температуры на показатели цикла.

Влияние конструктивных, эксплуатационных и режимных факторов на процесс сгорания, отдельные его фазы и показатели действительного цикла двигателей. [7, с. 83-108]; [8, с. 283-304]

Вопросы для самопроверки:

1. Физико-химические основы теории горения в ДВС. Скорость распространения пламени. Период задержки воспламенения топлива  и зависимость его продолжительности от различных факторов.

2. Детонационное сгорание. Внешние признаки детонации. Причины, вызывающие появление детонационного сгорания. Октановое число. Отрицательные последствия эксплуатации двигателя с детонацией и методы ее устранения в условиях эксплуатации автомобилей.

3. Фазы процесса сгорания в двигателях с искровым зажиганием (ДсИЗ) и их анализ по развернутой индикаторной диаграмме.

4. Процесс сгорания в дизельном двигателе. Анализ фаз сгорания по развернутой индикаторной диаграмме. Период задержки воспламенения и его зависимость от сорта топлива Цетанового числа-(ЦЧ), термодинамических параметров заряда в момент начала впрыскивания, скоростного и нагрузочного режимов и др.

5. Скорость нарастания давления в процессе сгорания; мероприятия по ее снижению. Фазы основного горения и догорания, их сущность и особенности.

6. Влияние конструктивных, эксплуатационных и режимных факторов на процесс сгорания

7. Вывод уравнений на основе которых осуществляется термодинамический расчет параметров состояния рабочего тела в момент условного конца сгорания. Значения параметров, характеризующих процесс сгорания.

8. Определение параметров в конце процесса видимого сгорания. Различные методики определения температуры в конце процесса видимого сгорания .

Тема 2.5. Процесс расширения и его основные закономерности

Характеристики ввода, выделения и использования теплоты.

Внутренний тепловой баланс двигателя. Коэффициенты использования теплоты и полного тепловыделения. Термодинамический расчет параметров состояния рабочего тела в момент условного конца сгорания. Значения параметров, характеризующих процесс сгора-ния, максимальные значения давления и температуры цикла. Особенности процесса расширения в действительном цикле. Теплоотдача в стенки и догорание топлива. Показатель политропы расширения и влияние на его величину основных конструктивных, эксплуатационных и режимных факторов.

Термодинамический расчет давления и температуры рабочего тела в конце расширения; их практические величины.

[7, с. 108-117]; [8, с. 304-312]

Вопросы для самопроверки:

1. Особенности процесса расширения в действительном цикле.

2.  Теплообмен в процессе расширения.

3. Методика термодинамического расчета параметров процесса расширения

4. Показатель политропы расширения n₂. Условия выбора среднего показателя политропы расширения

5.  влияние на его величину основных конструктивных, эксплуатационных и режимных факторов.