Тепловые двигатели (кроме паровых машин и паровых турбин)

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.

Представлен материал по изучению воздействия различных факторов на долговечность огневых днищ головок цилиндров автотракторных дизелей. Приведены результаты многочисленных экспериментальных исследований по изучению влияния монтажных напряжений на термостойкость межклапанных перемычек огневых днищ.

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.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой подготовки студентов по специальности «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей». В данном учебном пособии содержатся основные материалы по изучению топливной системы современного турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой, предусмотренные учебными планами соответствующих образовательных программ направления 24.03.04 – Авиастроение (бакалавры), техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей 3, 4 курсов бакалавриата 25.03.01 и магистратуры 25.04.01 – Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей, реализуемых в Новосибирском государственном техническом университете.

В книге представлен один из первых технических обзоров беспилотных транспортных средств (БТС), адресованных широкой аудитории компьютерных специалистов и инженеров, а также студентов технических вузов и всех, кто сталкивается с БТС на практике. Авторы делятся практическим опытом разработки БТС – начиная с алгоритмов локализации, восприятия, планирования и контроля и заканчивая глубоким обучением моделей. Рассматриваются последние достижения в области управления БТС, а также практические примеры из реальной жизни, что позволит читателям эффективно применять полученные знания в коммерческих проектах. В разделе «Преподавание и обучение» множество полезной информации, которая поможет использовать книгу как часть программы учебных курсов.

Героиня манги Аска Сорано решает начать карьеру в новой перспективной области – научиться управлять дронами. Но от идеи до ее воплощения предстоит пройти долгий путь! Использование беспилотных летательных аппаратов наряду с большими возможностями таит в себе серьезные вызовы. Оно предусматривает не только знание технической стороны дела и соблюдение правил безопасности, но и изучение требований законодательства, связанного с запуском радиоуправляемых устройств. Под руководством Тэмма Харуми, директора агентства по подготовке специалистов для работы с дронами, Аска освоит азы управления этими непростыми в обращении аппаратами и положит начало собственному бизнесу.

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

Приведены базовые сведения о космических аппаратах, их устройстве, изложены технические требования к их конструкции. Рассмотрены вопросы целевого использования космических аппаратов и условия их работы. Изложены основы механики космического полета. Приведена классификация двигательных установок космических аппаратов.

Приведены методические указания к курсовому проектированию и рекомендации по методике определения основных параметров и характеристик жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на основе результатов термодинамического расчета: условно-оптимального соотношения компонентов, удельного импульса, расхода топлива и размеров камеры сгорания и сопла с приближенно оптимальным профилем, полных расходных и высотных характеристик камеры. Проектирование представлено в качестве прикладного научного исследования на этапе определения возможности выполнения технического задания на разработку ЖРД как наукоемкого изделия.

Изложены основы проектирования двигателей с замкнутым дрейфом электронов и вынесенной зоной ускорения. Рассмотрены физические процессы, определяющие эффективность электроракетных двигателей. Дана оценка расхода рабочего вещества и напряжения разряда в двигателе. Приведены подробные рекомендации, алгоритмы и примеры расчета конструкционных параметров двигателей такого типа.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Тепломассообмен». Рассмотрены физические принципы работы и конструктивные особенности современных испарительно-конденсационных теплообменников, обладающих высокой теплопередающей способностью. Такие устройства используются в энергетических установках для управления тепловыми потоками, термостабилизации объектов различного назначения. Акцентировано внимание на построении новых принципиальных схем испарительно-конденсационных теплообменников, использующих: эксергетические ресурсы парового потока для интенсификации теплопереноса; влияние электромагнитных полей; массовых и центростремительных сил для достижения максимального теплопереноса.

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.

Приведены двадцать пять схем для выполнения домашней работы при изучении дисциплин «Инженерный анализ технологических машин и комплексов» и «Компьютерные технологии в химическом и нефтегазовом машиностроении, компрессорной и низкотемпературной технике».

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.

Изложены основы технологии изготовления ракетно-прямоточных двигателей на твердом топливе (РПДТ). Приведена классификация характеристик режимов работы отдельных агрегатов и РПДТ в целом, а также действующих на них силовых и тепловых нагрузок, обусловливающих выбор функциональных конструкционных материалов. Представлены данные о физико-механических и теплофизических свойствах металлических и композиционных конструкционных материалов, используемых при изготовлении элементов конструкции РПДТ. Рассмотрены основные технологические процессы и операции формообразования деталей, в том числе инновационные, и показаны примеры внедрения в конструирование и технологию изготовления РПДТ систем автоматизированного проектирования. В учебном пособии использованы материалы научно-исследовательских работ, выполняемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, ИПХФ РАН, а также данные зарубежных научных периодических изданий.

Приведены указания к выполнению лабораторной работы, посвященной экспериментальному изучению дроссельной характеристики ракетного двигателя на примере стендового лабораторного жидкостного ракетного двигателя. Дано описание физической модели рабочего процесса в камере сгорания и процесса моделирования производственных условий испытания ракетного двигателя в части физических факторов, включая потенциально опасные. Рассмотрены расчетно-информационная среда и социально-технологические отношения в области будущей профессиональной деятельности студентов. Издание ориентировано на образовательные технологии с блочно-модульным структурированием учебного материала и рейтинговой оценкой успеваемости.

Приведены методические указания к выполнению лабораторной работы, посвященной огневым испытаниям стендового лабораторного жидкостного ракетного двигателя при различном соотношении компонентов топлива. В работе моделируются производственные условия испытания ракетного двигателя в части физических факторов, включая потенциально опасные, а также расчетно-информационная среда и социально-технологические отношения из области будущей профессиональной деятельности студента. Методические указания ориентированы на образовательные технологии с блочно-модульным структурированием учебного материала и рейтинговой оценкой успеваемости.

Изложены основы проектирования жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Даются основные положения теории, методы расчета и описание узлов и агрегатов двигательных установок с ЖРД. Рассмотрены процессы расширения газов в соплах, смесеобразования и теплообмена, а также методы профилирования сопел, расчета форсунок, определения форм и объема камеры сгорания. Приведены системы подачи с турбонасосными агрегатами и вытеснительные системы подачи с газовым, пороховым и жидкостным аккумуляторами давления. Изложены методики и примеры расчетов элементов конструкции и ЖРД в целом. Третье издание учебника (2016 г.) было дополнено параметрами, элементами конструкций и пневмогидравлическими схемами отечественных и зарубежных ЖРД конца XX в. В четвертом издании исправлены опечатки и приведены параметры разработанных после выхода в свет третьего издания ЖРД. Соответствует курсам лекций, читаемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

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.

Изложены основы расчета и проектирования теплообменных аппаратов и систем охлаждения газовых турбин как элементов газотурбинного комплекса, все агрегаты которого влияют друг на друга, и их параметры взаимосвязаны. Содержание учебника соответствует курсу лекций, читаемому авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

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 вопросы курсового проектирования тормозных ракетных двигателей, предназначенных для отделения головной части ракеты, а также для разделения ступеней двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем. Определены оптимальные геометрические размеры двигателей, их масса, газодинамические параметры потока, тепловые режимы и теплозащита ракетных двигателей. Приведены расчеты на прочность камеры сгорания ракетного двигателя, соплового тракта, болтовых соединений.

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.

В пособии рассмотрены классификация современных двигателей сгорания, особенности рабочих циклов и отдельных термодинамических процессов, кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма, способы уравновешивания двигателей различной компоновки. Приведены основы расчета систем и механизмов двигателей внутреннего сгорания. Проанализированы режимы работы, представлены расчетные и рабочие характеристики, а также влияние регулировок на показатели рабочего цикла. Рассмотрены особенности эксплуатации и перспективы развития автотракторных двигателей.

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.

Рассмотрены вопросы технического обслуживания силовой установки БМП-2, а также представлен перечень горюче-смазочных материалов и специальных жидкостей, применяемых на БМП-2. Материал изложен в виде операционных карт.

В учебном пособии представлены в краткой форме, с иллюстрациями основные сведения о конструкции и работе жидкостных ракетных двигателей. Приведены расчетные схемы, необходимые формулы и методики для проектирования, числовые примеры расчетов, а также материал справочного характера.