Двигатели внутреннего сгорания (всех типов и любого назначения). Двигатели Стирлинга. Дизели. Роторные двигатели. Газовые турбины

Рассмотрена конструкция основных деталей, узлов, вспомогательных систем и иного навесного оборудования двигателя внутреннего сгорания на примере современных двигателей линейки FSI. Описаны рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания и показатели эффективности его работы. Приведён пример теплового, кинематического и динамического расчёта кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания.

Практикум содержит необходимые теоретические сведения и методику расчётов современных двигателей внутреннего сгорания с впрыском лёгкого топлива. Приведён пример теплового расчёта рабочих процессов ДВС, показана методика построения индикаторной диаграммы и диаграммы теплового баланса.

Учебно-методическое пособие для лабораторных занятий по дисциплине «Тракторы и автомобили» содержит восемь работ, в которых рассматриваются история создания и развития, классификация, конструкция, принцип работы, основные механизмы двигателей внутреннего сгорания, а также тепловой, кинематический и динамический расчет двигателя. Приведены задания, указания по их выполнению, правила оформления, контрольные вопросы и необходимая литература.

В методических указаниях изложена информация по общему устройству механизмов и систем двигателя внутреннего сгорания, их назначение и взаимодействие в рабочем процессе.

Представлены краткие теоретические сведения и расчетные соотношения для выполнения и последующей защиты домашнего задания на тему «Динамический наддув» по курсу «Механика жидкости и газа. Часть 2». Приведены пример выполнения домашнего задания, требования к его оформлению и список контрольных вопросов. Предлагаемые материалы можно использовать при курсовом и дипломном проектировании.

Приведена методика оптимального выбора материалов для деталей двигателей внутреннего сгорания на основе анализа условий эксплуатации. Большое внимание уделено особенностям состава, структуры и свойств современных металлических и альтернативных материалов для изделий энергетических машин. Рассмотрены методы упрочняющей обработки, проведено сравнение отечественных материалов и покрытий с зарубежными аналогами.

Рассмотрены особенности устройства автотранспортных средств, работа их основных систем, агрегатов и узлов, правила содержания автомобилей. Во второй части представлены системы зажигания автомобилей, реально эксплуатирующихся на территории России, начиная с батарейно-катушечных и заканчивая объединенными системами электронного управления; показаны схемы и конструкции трансмиссий, в том числе машин повышенной проходимости, описана подвеска автомобилей и устройство их колес.

Рассмотрены особенности устройства автотранспортных средств, работа их основных систем, агрегатов и узлов, правила содержания автомобилей. В первой части приведена история развития, классификация автотранспорта и показана его роль в современной жизнедеятельности человека; рассмотрено устройство автомобиля в целом, а также термодинамические основы и рабочие циклы транспортных двигателей. Подробно освещено устройство поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

В монографии представлены результаты исследования способа дистанционного теплового контроля мощностных показателей машинно-тракторных агрегатов. Кроме того, с помощью разработанного способа возможно определить степень загрузки трактора при работе в полевых условиях и выполнении сельскохозяйственным орудием технологической операции на исследуемом агрофоне. При этом трактор может работать или с перегрузкой, что влияет на надежность, или недогруженным, что сказывается на экономичности – неэффективном расходе топлива. Это позволяет рекомендовать ту или иную оптимальную комплектацию при составлении машинно-тракторного агрегата. Особенностью способа также является возможность определения мощностных показателей не в стационарных условиях, а в процессе работы. При этом учитываются агроклиматические условия, рельеф местности, тип почвы, выбранный режим движения сельскохозяйственного агрегата. При разработке предлагаемого способа использован математический аппарат с оригинальным теоретическим материалом. Все это позволяет оптимизировать технологический процесс возделывания с.-х. культур в региональных условиях.

Кратко рассмотрены общие вопросы и положения, представляющие наибольшую трудность для аспирантов при написании диссертации и автореферата диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Представлены семь лабораторных работ. Даны краткие теоретические сведения, подробно описаны порядок выполнения лабораторных работ и требования к содержанию отчета о работе. Приведены контрольные вопросы для закрепления полученных знаний.

Приведены методы расчета и проектирования турбин в составе современных и перспективных авиационных, стационарных, транспортных газотурбинных двигателей и комбинированных установок. Показаны методы оптимизации ступеней турбин и многоступенчатых турбин в целях получения максимального значения КПД в рамках заложенных ограничений по массе, размерам, числу ступеней в зависимости от места расположения турбины в составе газотурбинных двигателей. Рассмотрены методы определения потерь энергии и характеристик турбин в составе авиационных, энергетических, транспортных и комбинированных двигателей на различных режимах работы.

Рассмотрены скоростные и нагрузочные характеристики двигателя. Приведены краткие теоретические сведения о методах и принципах измерения характеристик двигателя и обработки результатов измерений.

Рассмотрены методы регулировки систем газораспределения и зажигания поршневого двигателя.

Приведены условия домашних заданий, примеры их выполнения, а также необходимые теоретические сведения. Задания направлены на формирование у обучающихся навыков проведения расчетов напряженно-деформированного состояния и прочности лопаток и дисков турбин как в 2D-, так и в 3D-постановках. Дополнительно рассмотрено решение задачи конструктивно-прочностной оптимизации диска турбины.

Одной из актуальных проблем транспортной энергетики является удовлетворение требованиям, предъявляемым как к экологическим, так и к технико-экономическим показателям автомобильных двигателей. Поэтому для удовлетворения этим требованиям был предложен новый рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания и разработана новая конструкция электронно-управляемой форсунки двигателя. Одним из существенных требований, предъявляемых к разработанной конструкции электронно-управляемой форсунки, является высокое быстродействие. Поэтому целью настоящей работы является проведение исследований по повышению быстродействия форсунки. С помощью математического моделирования исследовано влияние различных конструктивных параметров на работоспособность и быстродействие форсунки. Приведены и проанализированы результаты численных исследований. В результате определены рациональные значения конструктивных параметров разработанной электронно-управляемой форсунки.

Перекладка или биение поршня возникает вследствие действия боковой силы в кривошипно-шатунном механизме и приводит к увеличению сил трения и ударных нагрузок в сопряжении с гильзой. В конечном итоге это влияет на работу двигателя, его шумность, вибрацию и вызывает интенсивное изнашивание юбки поршня. Поэтому исследование вопросов, связанных с повышением надежности двигателя транспортно-технологических машин, является актуальной задачей технической эксплуатации.Целью работы является повышение надежности двигателя транспортно-технологических машин путем снижения вибрации при его работе. В статье рассмотрен способ, позволяющий уменьшить ударные нагрузки в сопряжении поршень-цилиндр на малой частоте вращения коленчатого вала при максимальном вращающем моменте, что характерно для основных режимов двигателей транспортно-технологических и дорожно-строительных машина. Предлагается на режимах максимальных нагрузок при минимальной частоте вращения обеспечить величину суммарной силы при прохождении через верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия равной нулю. Для того, чтобы сила давления газов в верхней мертвой точке была равной силе инерции поступательно движущихся масс, рекомендуется выполнить тюнинг двигателя по изменению фаз газораспределения на такте сжатия, т.е. увеличить угол запаздывания закрытия впускного клапана. Проведен расчет по определению угла запаздывания закрытия впускного клапана на примере двигателя ЯМЗ-65202.10. Для выполнения равенства силы давления газов и силы инерции в верхней мертвой точке найдена величина реальной степени сжатия двигателя, которая составила 12,5. Далее определѐн угол запаздывания закрытия впускного клапана для данного режима, который по расчету равен 540 поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки. Расчетные данные могут являться исходными параметрами для калибровки программы, заложенной в электронный блок управления транспортно-технологической машины.

Рассмотрены основные понятия теории авиационных лопаточных машин, их классификация, общее устройство и работа. Проанализированы термогазодинамические процессы в элементах лопаточных машин. Кратко изложены вопросы, связанные с характеристиками лопаточных машин и их регулированием. В приложении содержатся необходимые материалы для выполнения расчетно-графической работы «Расчет осевого компрессора».

Рассмотрены основные понятия теории авиационных двигателей, их классификация, общее устройство и работа. Проанализированы термодинамические процессы в авиационных двигателях и их работа в качестве движителя. Описаны назначение, устройство и работа основных функциональных элементов двигателя: входного устройства, компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного устройства. Кратко изложены вопросы, связанные с характеристиками авиационных двигателей и их регулированием. В приложении содержатся необходимые материалы для лабораторно-практической работы «Исследование идеальных циклов ТРД и ТРДФ» и расчетно-графической работы «Термогазодинамический расчет ТРД и ТРДФ».

В учебнике рассматриваются основы теории рабочих процессов поршневых двигателей внутреннего сгорания, расчета механизмов и систем двигателя, оценки экологических характеристик, испытаний автотракторных двигателей, а также излагаются особенности регулирования и изменения показателей двигателей при их эксплуатации.

Приведены методические указания к лабораторным работам по дисциплинам: «Надежность и ремонт машин», «Технология и ремонт машин», включающие цели и задачи, необходимые краткие сведения о ремонте гидравлической и топливной аппаратуры, технические условия, материалы и оборудование, порядок выполнения лабораторных работ.

Даны описание конструкций, основные положения теории и расчета ступеней турбин и компрессоров. Приведены основные характеристики ступеней турбомашин, положения методики расчета роторов на прочность. Представлены примеры расчета турбокомпрессоров наддува ДВС в изобарной и импульсной системах наддува.

Тестовые задания предназначены для контроля и самоконтроля знаний студентов при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Тракторы и автомобили» (конструкция тракторов), составлены на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

Методические указания предназначены для студентов при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Тракторы и автомобили» (конструкция тракторов), составлены на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

Методические указания предназначены для практических занятий по дисциплине «Основы расчета тепловых двигателей». Составлены в соответствии с РП по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов и другими нормативными документами.

Учебное пособие предназначено для студентов при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Тракторы и автомобили» (конструкция тракторов), составлено на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

В учебном издании рассмотрена методика проектирования, расчета и оценки технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания.

Целью написания данной разработки является систематизация и углубление теоретических знаний студентов по ПМ.01. Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта. Основной задачей курса лабораторных работ по техническому обслуживанию автомобилей является приобретение студентами практических навыков, которые позволят им в производственных условиях решать задачи по организации технического обслуживания автомобилей. Предложенные в практикуме работы являются отдельными элементами всего многообразия проблем, которые решает инженерная служба автомобильного транспорта. Курс базируется на прочных знаниях студентами устройств и работы автомобильного подвижного состава.

В методических указаниях изложен порядок изучения конструкции основных механизмов и систем двигателей внутреннего сгорания.

Рассмотрены основные методы контроля эксплуатационных свойств моторных масел, проведён анализ изменения их физико-химических свойств в зависимости от сроков хранения. Предложены показатели качества моторных масел, позволяющие обосновать предельное состояние, по достижению которого необходима их замена.

Освещены вопросы теории, технологии и оборудования для электрохимикомеханической безразборной обработки (ремонтное восстановление) прецизионных плунжерных пар топливных насосов. Раскрыт механизм химическо-гальванического наращивания изношенных поверхностей твёрдыми металлами с одновременной притиркой и устранением из-лишних гальваноэлементов. Рассмотрено оборудование, внедрённое в промышленное ремонтное производство топливных насосов дизельных двигателей.

В издании приведены методики расчета рабочего процесса (тепловой расчет) и построения теоретических эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрен пример расчета.

В настоящем учебном пособии сделаны акценты методического характера на рассмотрении деталей и принципиальных моментов, возникающих при изучении основных понятий и соотношений технической термодинамики, понимание которых необходимо для правильного их использования в инженерной деятельности теплоэнергетика. При обосновании модели одномерной поточной системы, в том числе для течений Пуазейля и Куэтта, используется материал из курса гидрогазодинамики. Это позволяет продемонстрировать тесную связь между разными разделами теоретических основ теплотехники, описывающими процессы, протекающие в оборудовании энергоустановок. Рассмотрено применение основных соотношений технической термодинамики для различных видов энергоустановок и устройств, применяемых в теплотехнике.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с применением имитационного моделирования для обеспечения надежности и безопасности судовых энергетических установок на разных этапах их проектирования. Особое внимание уделено разработке методик и алгоритмов, используемых при подготовке и реализации имитационного моделирования функционирования компонентов «машина» и «рабочая среда» системы «человек-машина-среда».

В учебном пособии рассмотрены вопросы общего устройства и принципы работы энергетических установок, теоретические основы рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Анализируется влияние основных конструктивных и эксплуатационных факторов на протекание этих процессов, на индикаторные и эффективные показатели двигателей. Во второй части приведены методики и примеры теплового расчета ДВС.

Повышение цены на нефть и сокращение ее запасов заставляют активно искать альтернативные виды топлива для автомобильных двигателей, ведущие производители и исследовательские институты, такие как Bosch, Daimler, VAG, Delphi и др. работают над созданием двутопливных систем, где используется не один вид топлива в один момент времени, а два вида топлива подаются в цилиндр и сгорают одновременно. Изучаются различные возможные комбинации топлив, наиболее перспективные среди которых: дизель+бензин, дизель+газ, бензин+газ. Поскольку высокие эксплуатационные показатели автомобильных ДВС обеспечиваются, в том числе, управлением их рабочим процессом, востребованными являются исследования по управлению двигателем при работе на различных топливных смесях. Для двутопливных двигателей управление необходимо осуществлять, помимо всего прочего, с учетом соотношения подач двух видов топлива. В данное работе рассмотрены актуальные методы, способы и алгоритмы управления ДВС, учитывающих этот момент.

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВО, программой дисциплины и рабочим учебным планом. Содержит рекомендации к выполнению практических работ, общие требования к оформлению, теоретическую часть, методику, задания, вопросы для контроля степени усвоения материала

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 представлен аналитический обзор пространственных методов расчета турбины. Дан рабочий инструмент по изучению структуры потока и проектированию проточной части турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 [1 – 14] представлен аналитический обзор методов расчета турбинной ступени на среднем радиусе. Авторы работы ставят цель дать рабочий инструмент по расчету и проектированию турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

Представлена последовательность выбора основных геометрических параметров, необходимых для решения задачи проектирования проточной части радиально-осевой турбины комбинированного двигателя на первом этапе комплексного метода расчета, предложенного авторами в более ранних статьях

Приводятся результаты разработки и испытаний технологии молекулярной модификации топлива (ММТ) электрическими полями на бензиновых и дизельных двигателях. Показаны экономический и экологический эффекты от применения этой технологии в начале и конце 80-часового цикла испытаний бензинового впрыскового двигателя. Делаются выводы о ресурсе ДВС с молекулярными модификаторами топлива. Приводятся результаты испытаний дизельного двигателя

Описывается современное состояние и направления развития инженерных двигателей: карбюраторных и инжекторных. Рассмотрена инжекторная система управления подачей топлива, ее состав и краткая характеристика достоинств и недостатков

Предлагается использовать в составе предложенной в более ранних статьях авторов комплексной модели расчета и проектирования метод ЦНИДИ, что позволит сделать оценку эффективности работы турбины в составе импульсной системы наддува комбинированного двигателя

В целях выбора расчетных параметров степени радиальности при проектировании проточной части радиально-осевой турбины, работающей в составе импульсной системы наддува комбинированных двигателей, предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного подхода, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины

Актуальность работы связана с проблемой высоких механических потерь на трение в безнаддувных быстроходных малоцилиндровых четырехтактных поршневых дизелях. Цель исследования состоит в проверке эффективности применения опытного поршня с жесткой юбкой, по предварительным данным обеспечивающего снижение механических потерь в цилиндро-поршневой группе. Метод проверки заключался в сравнении контрольных показателей серийного и опытного поршней. В качестве контрольных показателей приняты: сила трения поршня в цилиндре и формируемые ее работой механические потери; температуры в характерных зонах поршня; температуры стенки цилиндра и моторного масла, обусловленные трением поршня; момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала установки с поршнем в цилиндре. Сравнение проводилось как на основе моделирования, так и на основе экспериментов на макетной установке, выполненной на базе малоразмерного дизеля 1Ч 85/80 (ТМЗ-450Д). Объекты сравнения — серийный поршень указанного дизеля и опытный поршень с повышенной жесткостью юбки, что обеспечивается специальными ребрами жесткости, связывающими стенку юбки с бобышками поршня. Результаты моделирования показали преимущество опытного поршня перед серийным по признакам снижения: механических потерь на 4 %, износа юбки поршня на 33 %, температур центра камеры сгорания и верхней кромки днища поршня на 5 и 10 % соответственно. Экспериментальная проверка позволила установить, что опытный поршень при прочих равных условиях прокрутки без сжатия, сгорания и охлаждения обеспечил снижение момента сопротивления прокручиванию на 3 %, температур стенки цилиндра на 9 % и моторного масла на 6 %. Результаты сравнительного расчетного моделирования и эксперимента указывают на определенную перспективу замены серийного поршня на опытный, связанную с возможностью снижения температуры днища поршня и механических потерь

Проведен анализ работы уплотнительных систем турбокомпрессоров, преимущественно отечественных автотракторных ДВС, с целью оценки расхода масла через уплотнительные кольца этих систем и их эксплуатационного ресурса

Рассмотрено негативное влияние нормируемых токсичных веществ: CO, CH, NOx отработавших газов распространенных бензиновых двигателей на окружающую среду, в том числе при отключении цилиндров на режимах холостого хода

Изложены результаты экспериментальных исследований разработанных молекулярных модификаторов углеводородного топлива, позволяющих уменьшить расходы углеводородного топлива и улучшить экологические и ресурсные характеристики энергетических установок морских и речных судов. Приводятся данные о стендовых и эксплуатационных испытаниях двигателей внутреннего сгорания на легком топливе и котельных агрегатов на тяжелом топливе с молекулярными модификаторами топлива. Показано, что на морских судах возможна существенная экономия дизельного топлива. Рассмотрены перспективы применения молекулярных модификаторов топлива в различных областях техники

Исследуется проблема повышения эффективности замкнутой системы охлаждения судовых энергетических установок в неопределенных условиях эксплуатации судна. Предложена методика расчета высокоэффективной замкнутой системы охлаждения. Показано, что наиболее приемлемым и перспективным методом повышения эффективности работы замкнутой системы охлаждения является создание у судовой обшивки со стороны забортной воды газожидкостной струи, условия формирования и воздействие на достигаемый теплоотвод которой зависят от угла наклона обшивки корпуса. По показателю энергетической эффективности системы наилучшим является расположение судовых обшивочных теплообменных аппаратов на участках судовой обшивки с углом наклона –30°. Показано, что для получения одних и тех же значений коэффициента теплоотдачи энергозатраты при формировании газожидкостных струй оказываются меньшими, чем при создании вынужденного потока однородной жидкости вдоль теплоотдающих поверхностей. В целях экономии энергии на обеспечение работы замкнутой системы охлаждения целесообразно создание систем автоматического управления. Отмечается, что наиболее перспективна система с комбинированным управлением