- Энергетические основы работы автономных транспортных средств
- РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Энергетические установки транспортной техники»
- РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
- Курс лекции по ЭУТТ.. Вахламов. Лекции по дисциплине Энергетические установки транспортной техники для бакалавров высших учебных заведений, обучающихся по специальности
Энергетические основы работы автономных транспортных средств
Конспекты лекций
по дисциплине: « Энергетические
установки транспортной техники»
Тема – Введение. Место и роль ЭУ в транспортной системе
Содержание. Энергетические основы работы транспортных средств.
Типы ЭУ. История развития. Современное состояние различных ЭУ.
Энергетические основы работы автономных транспортных средств
Энергетические установки автономных транспортных средств, предназначены для преобразования внутренней химической энергии топлива в механическую работу.
Энергетические установки обеспечивают движение транспортных средств (автомобиль, трактор, тепловоз, самолет, теплоход и т.д.) создавая силу тяги F (Н), и перемещая благодаря этой силе транспортное средство на расстояние S (км), совершая при этом полезную механическую работу Апол равную:
Для совершения этой полезной работы, необходимо затратить какое-то количество энергии Азат. Для любых автономных транспортных средств, не имеющих подвода энергии извне, источником энергии может быть внутренняя химическая энергия различных видов топлива сжигаемого в двигателе. Запас топлива может быть размещен на самом транспортном средстве. При сжигании топлива продукты его сгорания (газы) приобретают высокую температуру и являются носителем тепловой энергии. При сгорании определенного количества топлива, массой В (кг), с теплотой сгорания Q (кДж/кг), потенциально может быть получена тепловая энергия-А равная:
Энергия -А, полученная при сжигании топлива, может быть затрачена на выполнение полезной работы,
Энергетическая цепь (последовательность этапов преобразования энергии от Азат=В·Q до Апол=F·S ) для транспортного средства состоит из необходимых последовательных звеньев:
— теплового генератора ТГ — устройства, которое преобразует внутреннюю химическую энергию топлива в тепловую энергию;
— теплового двигателя ТД — машины, преобразующей тепловую энергию в механическую работу (рисунок 1.).
Эти два звена и составляют собственно энергетическую установку любого автономного транспортного средства. Коэффициенты полезного действия транспортного средства, есть его коэффициент полезного действия (к.п.д.) ηтр.ср, равен отношению полезной работы к затраченной на получение энергии.
(2)
В энергетической цепи транспортного средства обычно присутствуют еще два элемента, это:
— передаточный механизм-ПМ («передача») между выходным устройством теплового двигателя и ведущими колесами (или винтом)-Ктранспортного средства;
— промежуточный отбор — ВО части преобразуемой энергии на собственные нужды транспортного средства (привод вспомогательного оборудования, отопление, освещение и т.п.).
|
Рисунок 1.1. Структурная схема энергетической цепи автономной
ТГ — тепловой генератор; ТД — тепловой двигатель; ПМ — передаточный механизм (передача); ВО — отбор мощности на собственные нужды локомотива; К — ведущие колеса; F — сила тяги; S — пройденный путь.
Потоки энергии и вещества: T — топливо (внутренняя химическая энергия);
В -воздух из атмосферы; 1 — тепловая энергия теплоносителя — рабочего тела; 2 — механическая работа вращения или возвратно-поступательного движения рабочего органа теплового двигателя;
3 -механическая работа вращения ведущих колес транспортного средства.
Дата добавления: 2015-09-14 ; просмотров: 1039 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
источник
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Энергетические установки транспортной техники»
Как организовать дистанционное обучение во время карантина?
ГККП «Высший технический колледж, город Кокшетау»
при управлении образования Акмолинской области
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине « Энергетические установки транспортной техники»
для специальности: 112 0000 «Техническое обслуживание технологических машин и оборудования (по видам) (шифр и наименование)
Составлена в соответсвии с Типовой учебной программой по дисциплине и утверждена приказом министерства образования и науки Республики Казахстан № ___ от ___
Разработал преподаватель ___________З.Аяпбергенов
Рассмотрено на заседании учебно-методического
объединения автомобильных дисциплин
от ____ __________ 2019 года
Председатель ___________ Н. Асылбекова
Программа рассмотрена и одобрена методическим Советом ВТК-К
Председатель_______________ Г. Калиева
4.Контроль планируемого результата обучения
5. Литература и средства обучения
Настоящая рабочая учебная программа по дисциплине « Энергетические установки транспортной техники » разработано в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом технического и профессионального образования Республики Казахстан ( ГОСО РК 4.05.118-2009) по специальности 1201000 — «Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация автомобильного транспорта»
Предмет « Энергетические установки транспортной техники » является одним из базовых для специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей и двигателей». Прочное знание этого предмета необходимо для последующего изучения профилирующих дисциплин: «Устройство автомобилей»; «Теория и конструкция автомобилей и двигателей»
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
− сущность и назначение процессов, происходящих в цилиндре ДВС при реализации действительного цикла;
− закономерности и наиболее эффективные методы превращения в ДВС химической энергии топлива в работу;
− влияние основных конструктивных, режимных и эксплуатационных факторов на протекание процессов действительного цикла и эффективные показатели двигателя;
− современные методы улучшения показателей и характеристик двигателя;
− современные тенденции и направления развития транспортных двигателей;
− общие принципы конструирования и основы расчета элементов и систем ДВС.
В результате изучения дисциплины студент должен уметь:
− определять основные показатели работы и характеристики ДВС аналитическим и экспериментальным методами;
− провести испытания ДВС, в том числе с целью оптимизации показателей работы;
− намечать необходимые мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту исходя из современных эксплуатационных требований
источник
Курс лекции по ЭУТТ.. Вахламов. Лекции по дисциплине Энергетические установки транспортной техники для бакалавров высших учебных заведений, обучающихся по специальности
Название | Лекции по дисциплине Энергетические установки транспортной техники для бакалавров высших учебных заведений, обучающихся по специальности |
Анкор | Курс лекции по ЭУТТ.. Вахламов.doc |
Дата | 03.02.2017 |
Размер | 5.99 Mb. |
Формат файла | |
Имя файла | Курс лекции по ЭУТТ.. Вахламов.doc |
Тип | Лекции #2019 |
страница | 1 из 20 |
Подборка по базе: Билеты по дисциплине Депрессия.docx, Примеры решения задач Расчет электропитающей установки.doc, Порядок установки операционной системы UNIX.docx, стереотипы и установки.docx, тесты к лекции перикардит.pdf, ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ УПМО.docx, учебн пособ лекции отчетность.doc, Закупочная логистика лекции веснай.doc, Итоговый тест по дисциплине Страховое дело В.1..docx, 19.03. Право лекции и задания дистант.docx. АКТЮБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К. ЖУБАНОВА
050713-«Транспорт, транспортная техника и технологии». Ерманов М. Б. – старший преподаватель кафедры «АТ и ОДД», Технического факультета, Актюбинского государственного университета имени К. Жубанова. Курс лекций по дисциплине «Энергетические установки транспортной техники» для бакалавров высших учебных заведений, обучающихся по специальности 050713-«Транспорт, транспортная техника и технологии». Актобе: Редакционно-издательский отдел Актюбинского государственного университета имени К. Жубанова, 2013 г. – 155 с. Методика изложения материала отдельных разделов максимально адаптирована к современным способам анализа работоспособности, конструкционных особенности, а также термической и динамической нагруженности элементов энергетических установок транспортной техники. В курсе лекции включены новейшие достижения в конструировании двигателей, используемых в средствах наземного транспорта, их механизмов и систем, а также описаны современные технологии их производства. Мурзагалиев А. Ж. – к.т.н., доцент, декан технического факультета, Актюбинского государственного университета имени К. Жубанова. Некрасов В. Г. – к.т.н., доцент Актюбинского государственного университета имени К. Жубанова. Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «Автомобильный транспорт и организация дорожного движения», Технического факультета, АГУ имени К. Жубанова. Согласовано на совете технического факультета, АГУ имени К. Жубанова и рекомендовано к утверждению. Утверждено на заседании учебно-методического совета Актюбинского государственного университета имени К. Жубанова и рекомендовано к печати. Лекция 2. Топлива и продукты сгорания………………………………………….14 Лекция 3. Рабочий процесс поршневого двигателя внутреннего сгорания…….20 Лекция 4. Процесс смесеобразования, воспламенение и сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием……………………………………………….29 Лекция 5. Процесс смесеобразования и сгорания в дизеле………………………36 Лекция 6. Индикаторные и эффективные показатели…………………………….49 Лекция 7. Характеристики и способы повышения мощности энергетических установок……………………………………………………………………………..60 Лекция 8. Кинематика и динамика шатунно-кривошипного механизма поршневого двигателя………………………………………………………………..75 Лекция 9. Надежность, диагностика и испытание энергетических установок……85 Лекция 10. Кривошипно-шатунный механизм……………………………………. 97 Лекция 11. Механизм газораспределения………………………………………….111 Лекция 12. Смазочная система и система охлаждения……………………………125 Лекция 13. Система питания топливом и воздухом……………………………….131 Лекция 14. Система пуска энергетических установок…………………………….144 Лекция 15. Работа энергетических установок в эксплуатации…………………. 146 ВВЕДЕНИЕ Целью курса «Энергетические установки транспортной техники» (теория и конструкция энергетической установки транспортной техники) является изучение рабочих процессов энергетических установок и особенностей их конструкции. Двигатель внутреннего сгорания — основная энергетическая установка современного автомобильного транспорта, главной функцией которой является преобразование химической энергии топлива в механическую работу. Теория энергетической установки транспортной техники изучает рабочие процессы, происходящие в энергетической установке при преобразовании энергии топлива в работу с помощью специальных устройств и механизмов, составляющих конструкцию энергетической установки. К энергетической установке предъявляются требования по габаритам, массе и, естественно, по надежности и долговечности. Современная автомобильная транспортная техника является сложной машиной, созданной трудом большого числа работников различных отраслей науки и техники многих стран. Первые автомобили с паровой силовой энергетической установкой, появившиеся в XVIII в., были тяжелыми и громоздкими. В 1860 г. французский инженер Этьен Ленуар изобрел первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе. В 1870 г. Э. Ланген и Н. Отто (Германия) построили четырехтактные газовые двигатели с принудительным воспламенением смеси, а в 1897 г. немецкий инженер Р. Дизель создал первый стационарный двигатель с воспламенением рабочей смеси от сжатия — дизель. В 1883 г. появился автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, построенный К. Бенцем, в 1888 г. — первый мотоцикл Г.Даймлера. Решающим условием успешного развития любой теории является ее неразрывная связь с практикой. Соответствие конструкции требованиям эксплуатации является обязательным условием успешного развития автомобильной техники. Над усовершенствованием конструкции энергетических установок транспортной техники работают большие коллективы научных, учебных институтов и конструкторских бюро автомобильных заводов, возглавляемые ведущими специалистами отрасли. Лекция 1: ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ. 1. Единство и многообразие энергетических установок транспортной техники . 2. Принципы работы различных энергетических установок. 3. Современное состояние и перспективы развития различных энергетических установок. 1. Единство и многообразие энергетических установок транспортной техники Двигатель — энергетическая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Основным типом энергетической установки на транспорте является тепловой двигатель — сложная техническая система, преобразующая теплоту в механическую работу. Для транспортных двигателей характерны: многорежимность, требующая поддержания высокой эффективности их функционирования при варьировании в широких пределах скоростного и нагрузочного режимов работы; необходимость сохранять работоспособность при изменении положения двигателя в пространстве; высокие требования к габаритным размерам и массе. Тепловые двигатели классифицируют по следующим признакам: по способу подвода теплоты к рабочему телу, с помощью которого теплота преобразуется в механическую работу, — двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и двигатели с внешним подводом теплоты. В ДВС сжигание топлива, выделение теплоты и преобразование части ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндре двигателя. При этом для получения необходимого количества работы в двигателе автомобиля рабочее тело обновляется; по конструкции расширительной машины, с помощью которой теплота, выделяющаяся в результате сгорания топлива, преобразуется в механическую работу, — поршневые ДВС с возвратно-поступательно движущимися поршнями; роторно-поршневые ДВС с вращающимися поршнями; газотурбинные двигатели; реактивные двигатели. Вследствие трудностей обеспечения высокой экономичности роторно-поршневые, газотурбинные и реактивные двигатели не нашли широкого применения в наземной транспортной технике. Поршневые ДВС классифицируют следующим образом: по способу воспламенения рабочего тела — двигатели с искровым (принудительным) зажиганием и с воспламенением от сжатия (дизели); по виду используемого топлива — двигатели, в которых используют жидкое горючее (бензин, дизельное топливо) и газовое; по способу смесеобразования — двигатели с внешним (вне цилиндра) и с внутренним (внутри цилиндра) смесеобразованием; по виду регулирования мощности — двигатели с количественным и двигатели с качественным регулированием мощности. При количественном регулировании мощность изменяется дроссельной заслонкой за счет количества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр, а при качественном — варьированием количества впрыскиваемого топлива при неизменном количестве воздуха; по принципу организации рабочих процессов — двухтактные и четырехтактные ДВС. Такт — совокупность процессов, протекающих в цилиндре двигателя при перемещении поршня между верхней и нижней мертвыми точками. Необходимо отметить, что понятия «такт» и «процесс» не совпадают. Двигателям с искровым зажиганием свойственно количественное регулирование мощности и внешнее смесеобразование. В них возможно использование бензина и газа. Бензиновые двигатели разделяют на две модификации — двигатели с впрыскиванием топлива через форсунку во впускную систему (обычно на впускной клапан или в цилиндр) и карбюраторные (топливовоздушная смесь, поступающая в цилиндры, подготавливается карбюратором). Карбюраторные двигатели в настоящее время активно вытесняются двигателями с впрыскиванием топлива (рис. 1.1). Рис. 1.1 Схема двигателя с впрыскиванием бензина во впускную систему: 1 — подвижные элементы кривошипно-шатунного механизма; 2 — неподвижные элементы кривошипно-шатунного механизма; 3 — свеча зажигания; 4 — форсунка; 5 — дроссельная заслонка; 6 — расходомер; 7 — воздухоочиститель; 8— электронный блок управления; 9 — топливный фильтр; 10 — топливный насос; 11 — топливный бак Двигателям с воспламенением от сжатия (дизелям) свойственно качественное регулирование мощности и внутреннее смесеобразование. ДВС состоит из механизмов и систем, имеющих следующее назначение: кривошипно-шатунный механизм — преобразование индикаторной работы, получаемой в результате сгорания, в эффективную работу, отдаваемую потребителю; газораспределительный механизм — наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом и очистка их от отработавших газов; система питания топливом — подача топлива, организация смесеобразования; смазочная система — обеспечение смазывания трущихся поверхностей подвижных деталей двигателя; система охлаждения — обеспечение требуемого температурного режима работы двигателя; система питания воздухом — очистка и подача воздуха в цилиндры двигателя и снижение шума впуска; система наддува — организация форсирования двигателя; система выпуска — глушение шума выпуска и нейтрализация отработавших газов; система пуска — обеспечение надежного пуска двигателя в различных эксплуатационных условиях; система зажигания — воспламенение рабочей смеси в двигателе с искровым зажиганием. 2. Принципы работы различных энергетических установок. Рабочий цикл двигателя формируется из взаимосвязанных процессов, которые зависят от особенностей его организации в соответствии с использованными принципами функционирования двигателя. Анализируют рабочий цикл по индикаторной диаграмме, которая представляет собой зависимость давления р в цилиндре двигателя от текущего надпоршневого объема V (рис. 1.2). Рис. 1.2. Схема двигателя с искровым зажиганием и его индикаторная диаграмма: 1 — поплавковая камера; 2 — диффузор карбюратора; 3 — дроссельная заслонка;4 — свеча зажигания Бензиновый двигатель — двигатель с принудительным искровым зажиганием, внешним смесеобразованием и количественным регулированием мощности. На большей части режимов мощность двигателя регулируется изменением количества подаваемой в цилиндры топливовоздушной смеси при мало меняющемся ее составе. В зависимости от режима работы двигателя свежий заряд (топливо-воздушная смесь) может иметь различное относительное содержание топлива и воздуха. Состав топливовоздушной смеси оценивают коэффициентом избытка воздуха α — отношением количества воздуха GB, содержащегося в топливовоздушной смеси, к его минимально необходимому количеству для полного сгорания топлива Для бензиновых двигателей в зависимости от режима работы α изменяется в пределах 0,7. 1,3. Рассмотрим процессы, формирующие индикаторную диаграмму четырехтактного двигателя с искровым зажиганием, описав последовательно такты рабочего цикла двигателя (на рис. 1.2 Такт впуска осуществляется при повороте кривошипа на угол от φ = 0 до φ= 180°. Надпоршневое пространство при этом изменяется от объема камеры сгорания В начале такта в объеме камеры сгорания Давление рабочего тела Температура рабочего тела Такт сжатия происходит при повороте кривошипа на угол от φ =180° (НМТ) до φ= 360° (ВМТ). На индикаторной диаграмме такту сжатия соответствует линия ас. В конце такта сжатия (в точке с) расчетные параметры рабочего тела Степенью сжатия называется отношение В действительном цикле закрытие впускного клапана происходит несколько позже НМТ (точка а») в целях увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом (дозарядка) за счет энергии его движения. В момент, обозначенный на диаграмме буквой f, происходит искровой разряд в свече зажигания. В цилиндре начинается процесс сгорания топливовоздушной смеси, поэтому параметры рабочего тела будут увеличиваться. Угловой интервал (в градусах поворота коленчатого вала) от момента подачи искры до прихода поршня в ВМТ называется углом опережения зажигания Такт расширения происходит в процессе сгорания заранее подготовленной достаточно однородной рабочей смеси во время движения поршня от ВМТ (φ = 360°) к НМТ (φ = 540°). В начальный период такта сгорает основная масса топлива, а при расширении рабочего тела производится полезная работа. На индикаторной диаграмме это кривая В действительном цикле до прихода поршня в НМТ в точке b’ открывается выпускной клапан. Это несколько уменьшает работу расширения, но существенно улучшает очистку цилиндра от отработавших газов. источник detector |