Автомобильные двигатели Лекция 1

Автомобильные двигатели Лекция 1 1

Учебная программа • Цель преподавания - формирование у студентов необходимых знаний по теории рабочих процессов, • кинематике и динамике кривошипно- шатунного механизма, • изучение принципов конструирования и методов расчета основных механизмов и систем двигателя. 2

Учебная программа • Задачами освоения дисциплины являются: • системы знаний, позволяющих выбирать двигатель для заданного транспортного средства, • оценивать его работоспособность, экономич- ность, экологическую безопасность и • организовывать оптимальные условия эксплуатации с учетом специфики конструкций систем и механизмов двигателя. 3

Учебная программа • Изучение дисциплины базируется на знаниях и практических навыках, полученных студентами при изучении дисциплин: • Из “Химии” используются разделы: закон сохранения массы, • уравнения химических реакций азота, кислорода, водорода и углерода. • Из “Теоретической механики” – кинематика и динамика движения масс, силы взаимодействия масс. • Из “ Механики материалов” – теория упругости и прочности, • сложные напряженные состояния материалов. 4

Учебная программа • Из “Детали машин” – принципы конструирования, • механические передачи, • подшипники, • основы расчета деталей машин и их соединения. 5

Учебная программа • студент должен - знать: • - сущность теоретических и реальных циклов в двигателях внутреннего сгорания; • – принцип действия, конструктивные особенности, показатели эффективности современных автомобильных двигателей и перспективы их развития; • – режимы и условия работы автомобильных двигателей и их элементов; • – показатели экологической безопасности и экономичности автомобильных двигателей; • – принципы конструирования и расчета двигателей транспортных средств. 6

Учебная программа • студент должен - уметь: • – оценивать степень совершенства автомобильных двигателей; • – выбрать оптимальное автотранспортное средство с соответствующим двигателем для заданных условий эксплуатации; • - обеспечить эффективную эксплуатацию автомобильных двигателей и реализацию их ресурса и ремонтопригодности. 7

Учебная программа • студент должен - приобрести навыки: • - расчета индикаторных параметров ДВС; • - организации испытаний двигателя и топливной аппаратуры, снятия основных характеристик; • - расчета основных деталей и систем автомобильных ДВС. 8

Литература Основная литература • 1. Автомобильные двигатели: учебник /В. М. Архангельский и др; /Под ред. М. С. Ховаха. М: «Машиностроение» , 1977. 591 с. • 2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / В. Н. Луканин и др. ; Учебник для вузов /Под ред. В. Н. Луканина и М. Г. Шат- рова. – 4 -е изд. , испр. - М. : Высш. шк. , 2010. 479 с. • 3. Карташевич А. Н. , Кухаренок Г. М. Двигатели внутреннего сгорания. Основы теории и расчета: Учебное пособие. - Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2011. 312 с. 9

Литература Дополнительная литература • 1. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. /Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. М. : «Машиностроение» , 1984. 384 с. • 3. Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М: «Высшая школа» , 2008. 496 с. 10

Учебная программа • Виды занятий • 1. Лекции • 2. Лабораторные работы • 3. Практические занятия • 4. Курсовая работа • 5. Экзамен 11

Курсовая работа • Выполненная курсовая работа должна состоять из расчётно-пояснительной записки объёмом до 30 листов машинописного текста и графической части на листе формата А 1 (594 841 мм). • Задание каждому студенту выдаётся в виде исходных данных для теплового расчёта конкретного двигателя. В задании должны быть данные по двигателю-прототипу и, при необходимости, по транспортному средству- прототипу или конструкторская документация по двигателю. 12

Курсовая работа • Содержание расчётно-пояснительной записки должно включать: • Введение • Исходные данные для теплового расчёта поршневого двигателя внутреннего сгорания. • Тепловой расчёт и определение основных размеров двигателя. • Динамический расчёт. • Индивидуальное задание. • Заключение • Литература. 13

Определение теплового двигателя • Двигатель- это тепловая машина, преобразующая один из видов энергии в механическую работу. • Виды энергий – • тепловая от химической реакции сгорания топлива с кислородом воздуха • Химическая 14

Функциональная модель теплового двигателя а – на метауровне; б – на макроуровне. 15

Функциональная модель теплового двигателя а – двигатель внутреннего сгорания; б – двигатель внешнего сгорания 16

Конечные преобразователи а – в виде КШМ; б – в виде ГТ; в — в виде ротора; г — в виде реактивного сопла. 17

18

Классификация двс • Все применяемые на автотракторной технике, на строительных и дорожных машинах поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основным признакам: • По способу осуществления газообмена: • двухтактные; • четырёхтактные; • В двухтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за два такта, что соответствует двум ходам поршня от одного крайнего положения до другого, или одному обороту коленча- того вала; • В четырёхтактных двигателях рабочий цикл осуществля- ется за четыре хода поршня, соответствующее двум оборотам коленчатого вала. 19

Классификация двс • По способу наполнения рабочего цилиндра: • с естественным наполнением (наполнение обеспечивается перемещением поршня); • с наддувом (наполнение происходит при повышенном давлении от наддувочного агрегата); 20

Классификация двс • По способу смесеобразования: • с внешним; • с внутренним; 21

Классификация двс • В двигателях с внешним смесе- образованием основная часть процесса образования горючей смеси происходит в дополнительном устройстве, называе- мом карбюратором, путём испарения жидкого топлива (бензин) в струе воздуха; 22

Классификация двс • В двигателях с внутренним смесе- образованием горючая смесь образуется внутри рабочего цилиндра путём раздельной подачи топлива (дизельного) и воздуха. Различают двигатели с непосредственным впрыском и с вихрекамерным смесеобразо- ванием; 23

Классификация двс • По способу воспламенения горючей смеси: • С принудительным зажиганием (от электрической искры); • С воспламенением от сжатия (дизели); 24

Классификация двс • По числу и расположению цилиндров: • Одноцилиндровые; • Многоцилиндровые; • Рядные (с вертикальным расположением цилиндров в один ряд); • V – образные (двухрядные с располо- жением цилиндров под углом 60, 75 или 90 ); 25

Классификация двс • По числу и расположению цилиндров: 26

Классификация двс • По отношению хода поршня S к диаметру D цилиндра: • Короткоходные (S/D<1); • Квадратные (S/D=1); • Длинноходные (S/D>1); 27

Классификация двс • По степени быстроходности: • Тихоходные (средняя скорость поршня 6, 5… 10 м/с); • Быстроходные (средняя скорость поршня 10… 15 м/с); 28

Классификация двс • По способу охлаждения: • С жидкостным; • С воздушным; 29

Классификация двс • По способу пуска: • С электростартером; • С электростартером и пусковым двигателем; • С пусковым двигателем. 30

История автомобилей Транспортное средство Ленуара (1863) (Франция) 31

История автомобилей Автомобиль Маркуса (1873 -1875) (Австрия) Деламар-Дебутвилль (1884) (Франция) 32

История автомобилей Автомобиль по патенту Бенца Автомобиль Даймлера (1886) (Германия) 33

ДВС с КШМ – 4 тактный 34

ДВС с КШМ - 2 тактный 35

Альтернативные двс 36

Альтернативные двс 37

ЭВОЛЮЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ: … до «Турбо. Мотора» В «Турбо. Моторе» все такты рабочего процесса осуществляются между лопатками турбины . и дорогой газогенератор Турбо. Мотору не нужен громоздкий . Причины высокой стоимости изготовления и эксплуатации ГТД: 1. 80 -90% трудозатрат приходится на газогенератор. 2. Из-за большой скорости вращения турбины приходится делать громоздкий и дорогой редуктор. 3. С уменьшением мощности ГТД (менее 700 л. с. ) катастрофически растёт расход топлива. «ТМ» имеет в 10 раз меньшую стоимость + встроенный компактный редуктор с i =. 100÷ 300 38

ПРИНЦИП РАБОТЫ «Турбо. Мотора» 1. Intake. 4. Exhaust 1. Intake 4. Exhaust 2. Compression 3. Expansion Ignition 3. Expansion 2. Compression 1. Intake 4. Exhaust 1. Intake 39

Ротора в сборе 40