Содержание

теория, конструкция, расчет – Научная библиотека

Уважаемые читатели! Абонемент отдела научной литературы (3 корп., ауд. 3003), с 15 июля по 15 сентября 2013 г. приглашает Вас посетить книжную выставку:«Двигатели внутреннего сгорания: теория, конструкция, расчет»

 Двигатели внутреннего сгорания используются практически во всех областях транспорта. Современный двигатель внутреннего сгорания представляет собой своеобразный сплав последних достижений науки и техники. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является наиболее распространенным энергетическим сердцем автомобилей, тракторов, судов и других транспортных средств. Двигатели внутреннего сгорания играют важную роль в жизни человечества. Применение ДВС чрезвычайно разнообразно: они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах. Несмотря на то, что двигатели внутреннего сгорания являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, громкий шум, токсичные выбросы, меньший ресурс) благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) двигатели внутреннего сгорания очень широко распространены, например на транспорте. Принимая во внимание значение ДВС, необходимо знать процессы их конструирования,  сборки и эксплуатации. Повысить уровень знаний, изучить вопросы теории, моделирования, эксплуатации, ремонта, диагностики ДВС Вам поможет литература, представленная на нашей выставке: монографии, учебники, учебные пособия, справочные издания.

 

621.43
Б 91

Буров А. Л. Тепловые двигатели [Текст] : учебное пособие / А. Л. Буров ; МГИУ. – 2-е изд., стер. – М. : МГИУ, 2005. – 136 с.

621.43
Б94

Бухаров Л. Н. Зимняя эксплуатация автомобилей на сжиженном нефтяном газе [Текст] : научно-производственное издание / Л. Н. Бухаров ; СибАДИ. – Омск : СибАДИ, 1999. – 224 с.

621.43
 В23

Вашуркин И. О. Тепловая подготовка и пуск ДВС мобильных транспортных и строительных машин зимой [Текст] : монография / И. О. Вашуркин. – СПб. : Наука, 2002. – 145 с.

621.43
Г 12

Гаврилов К. Л. Моторная диагностика [Текст] : учебно-практическое пособие / К. Л. Гаврилов. – М. ; Ростов н/Д : Март, 2005. – 312 с.

621.43
Д 23

Двигатели внутреннего сгорания [Текст] : учебник : в 3 кн. / ред.: В. Н. Луканин, М. Г. Шатров. – 3-е изд., перераб. – М. : Высшая школа, 2007. – ISBN 978-5-06-004145-3.

Кн. 3 : Компьютерный практикум. Моделирование процессов в ДВС. –  2007. – 414 с.

621.43
Д 23

Двигатели внутреннего сгорания [Текст] : учебник : в 3 кн. / ред.: В. Н. Луканин, М. Г. Шатров. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2005. – ISBN 5-06-004145-X.

Кн. 2  : Динамика и конструирование. –  2005. – 399 с.

621.43
Д 23

Двигатели внутреннего сгорания [Текст] : учебник : в 3 кн. / ред.: В. Н. Луканин, М. Г. Шатров. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2005. – ISBN 5-06-004145-X.

Кн. 1 : Теория рабочих процессов / К. А. Морозов, А. С. Хачиян, И. В. Алексеев. –  2005. – 479 с.

621.43
Д23

Двигатели ЗМЗ для автомобилей ” Газель” и ” Соболь” . Устройство, особенности эксплуатации и руководство по ремонту [Текст] : производственно-практическое издание / А. Ф. Баклушин, А. А. Калашников, Л. Д. Кальмансон, О. И. Пелюшенко; Ред. В. Б. Пичугин. – М. : Атласы автомобилей, 2000. – 224 с.

621.43
Ж51

Железко Б. Е. Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания [Текст] : учеб. пособие для вузов / Б. Е. Железко, В. М. Адамов, Р. И. Есьман ; Под ред. Б.Е. Железко. – Минск : Вышэйшая школа, 1985. – 272 c.

621.432
К 12

Кавтарадзе Р. З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях [Текст] : учебное пособие / Р. З. Кавтарадзе. – 2-е изд., испр. и доп. – М. : МГТУ, 2007. – 471 с.

621.432
К 64

Конкс Г. А. Современные подходы к конструированию поршневых двигателей [Текст] : учебное пособие / Г. А. Конкс, В. А. Лашко. – М. : Моркнига, 2009. – 388 с.

621.43
К 65

Конструирование двигателей внутреннего сгорания [Текст] : учебник / ред. Н. Д. Чайнов. – М. : Машиностроение, 2008. – 496 с.

621.43
К61

Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей [Текст] : учеб. пособие / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2002. – 496 с.

621.43
К61

Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей [Текст] : учеб. пособие / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2002. – 496 с.

621.43
К90

Кульчицкий А. Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей [Текст] : учеб. пособие / А. Р. Кульчицкий ; Владимирский гос.  ун-т. – М. : Академический проект, 2004. – 400 с.

621.43
М80

Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей [Текст] / К. А.Морозов. – 2-е изд., перераб. – М. : Легион-Автодата, 2001. – 79 с.

621.43
П 80

Прокопенко Н. И. Экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания [Текст] : учебное пособие / Н. И. Прокопенко. – СПб. : Лань, 2010. – 592 с.

621.43
П32

Пинский Ф. И. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания (дизельными и бензиновыми) [Текст] : учеб. пособие для вузов / Ф. И. Пинский, Р. И. Давтян, Б. Я. Черняк. – М. : Легион-Автодата, 2002. – 136 с.

621.43
С 40

Системы управления бензиновыми двигателями [Текст] = Ottomotor-Management / BOSCH, Robert Bosch GmbH. – Первое изд. – М. : За рулем, 2005. – 431 с.

621.43
С13

Савич Е. Л. Топливная аппаратура легковых автомобилей. Бензин [Текст] : производственно-практическое издание / Е. Л. Савич. – Минск : Автостиль, 2002. – 160 с.

621.43
С40

Системы впрыска топлива BOSCH [Текст] : принцип действия, тестирование, обслуживание, модернизация: Пер. с пол. / Сост. В. А. Деревянко, Пер. В. Мицкевич. – М. : Петит, 2000. – 200 с.

621.43
С40

Система управления двигателем ВАЗ-21214 (1,7 л.) с центральным впрыском топлива под нормы токсичности ЕВРО-2 (контролер TMS-6F) [Текст] : рук-во по техн. обслуж. и ремонту. – М. : Третий Рим, 1999. – 160 с.

621.43
Т 87

Туревский И. С. Теория двигателя [Текст] : учебное пособие / И. С. Туревский. – М. : Высшая школа, 2005. – 238 с.

621.43
Т26

Твег Р.  Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт [Текст] : производственно-практическое издание / Р. Твег. – М. : За рулем, 2003. – 144 с.

621.43
Т98

Тюфяков А. С. Карбюраторы семейства “Солекс”. Устройство, ремонт, регулировка [Текст] : производственно-практическое издание / А. С. Тюфяков. – М. : За рулем, 2004. – 80 с.

621.43
У13

Уайт Ч.  Карбюраторы. Руководство по эксплуатации и ремонту [Текст] : производственно-практическое издание / Ч. Уайт, К. Роджерс. – СПб. : Алфамер Паблишинг, 2003. – 504 с.

621.43
У13

Уайт Ч.  Диагностика двигателя. Коды неисправностей [Текст] : руководство / Ч. Уайт. – СПб. : Алфамер Паблишинг, 2003. – 256 с.

621.43
Ш 26

Шароглазов Б. А. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчет процессов [Текст] : учебник / Б. А. Шароглазов, М. Ф. Фарафонтов, В. В. Клементьев ; ред. Шароглазов Б. А. ; Южно-Уральский государственный университет. – Челябинск : ЮУрГУ, 2006. – 382 с.

621.43(083)
Н 88

Нуйкин А. А. Эксплуатация и ремонт двигателей внутреннего  сгорания [Текст] : технический справочник / А. А. Нуйкин, П. А. Власов, А. М. Галкин. – Пенза : ПензАГРОТЕХсервис, 2006. – 200 с.

621.436(083)
Н 88

Нуйкин А. А. Система питания дизельных двигателей [Текст] : технический справочник / А. А. Нуйкин, П. А. Власов. – Пенза : ПензАГРОТЕХсервис, 2004. – 138 с.

ЭБ СПбПУ — Сборник задач по курсу «Теория двигателей внутреннего сгорания»


 





















Название:

Сборник задач по курсу «Теория двигателей внутреннего сгорания»

Авторы:

Петриченко Роман Михайлович;
Магидович Леонид Евгеньевич;
Квасов Евгений Ефимович

Организация:

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина

Выходные сведения:

Ленинград: [ЛПИ], 1982

Электронная публикация:

Санкт-Петербург, 2021

Коллекция:

Учебная и учебно-методическая литература;
Общая коллекция

Тематика:

Двигатели внутреннего сгорания

УДК:

621.43(076)

Тип документа:

Учебник

Тип файла:

PDF

Язык:

Русский

Код специальности ФГОС:

15. 00.00

Группа специальностей ФГОС:

150000 — Машиностроение

DOI:

10.18720/SPBPU/2/si21-583

Права доступа:

Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Ключ записи:

RU\SPSTU\edoc\65714


Разрешенные действия:



Действие ‘Прочитать’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети


Действие ‘Загрузить’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети


Группа:
Анонимные пользователи


Сеть: Интернет


Аннотация


Сборник задач предназначен для студентов специальности «Двигатели внутреннего сгорания», а также «колесные и гусеничные машины», «Компрессоростроение» и других смежных специальностей, изучающих курс «Двигатели внутреннего сгорания». Сборник содержит примеры решения типовых задач по основным разделам курса «Теория двигателей внутреннего сгорания». Приводятся задачи по газообмену, теплообмену, смесеобразованию и сгоранию в двигателях с подробным рассмотрением хода решения. Включено описание алгоритмов и программ для расчета рабочих циклов и температурного состояния деталей двигателя.


Права на использование объекта хранения








Место доступа


Группа пользователей


Действие


Локальная сеть ИБК СПбПУ


Все


Внешние организации №2


Все


Внешние организации №1


Все


Интернет


Авторизованные пользователи СПбПУ


Интернет


Авторизованные пользователи (не СПбПУ)


Интернет


Анонимные пользователи

Оглавление

  • СОДЕРЖАНИЕ
  • Введение
  • Обозначения
  • Основные расчетные формулы
  • Раздел I. Наполнение и газообмен в ДВС
  • Раздел 2. Теплообмен в двигателях внутреннего сгорания
  • Раздел 3. Смесеобразование и сгорание в двигателях
  • Раздел 4. Применение ЭЦВМ для расчета рабочих процессов и температурных полей деталей
  • Приложения
  • Литература

Статистика использования

Теория двигателей внутреннего сгорания Дьяченко В.Г.

Каталог▲▼

Рассмотрены основные определения в двигателях внутреннего сгорания, термодинамические и реальные циклы двигателей, их показатели, характеристики топлив и рабочего тела, принципы организации и математическое моделирование рабочих процессов, методы оценки технико-экономических показателей, выбор параметров рабочих процессов и конструкции двигателя.
Предназначен для студентов специальности «Двигатели внутреннего сгорания»

Оглавление
Введение
Глава 1. Общие сведение о двигателях внутреннего сгорания
§1. Основные определения
§2. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания
§3. Действительные циклы четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания
§4. Действительные циклы двухтактных двигателей внутреннего сгорания
§5. Краткая история развития двигателей внутреннего сгорания
§6. Классификация двигателей внутреннего сгорания
Глава 2. Топливо для двигателей внутреннего сгорания
§1. Сырьевые ресурсы моторного топлива
§2. Состав нефти и нефтепродуктов
§3. Основные характеристики моторных топлив
§4. Марки моторных топлив
Глава 3. Рабочее тело в двигателях внутреннего сгорания и его свойства
§1. Основные определения
§2. Состав и основные характеристики свежего заряда
§3. Состав продуктов сгорания при полном сгорании топлива
§4. Состав продуктов сгорания при неполном сгорании топлива
§5. Токсичность отработавших газов
§6. Теплоемкость рабочего тела
Глава 4. Дифференциальные уравнения процессов в рабочей полости двигателей внутреннего сгорания
§1. Уравнение объемного баланса Н.М. Глаголева
§2. Дифференциальные уравнения процессов массообмена и теплообмена в надпоршневой полости
§3. Теплообмен между рабочим телом и стенками надпоршневой полости
Глава 5. Течение рабочего тела через органы газораспределения двигателей внутреннего сгорания
§1. Площадь проходных сечений клапанов
§2. Площадь проходных сечений окон в стенке цилиндра
§3. Истечение газа через органы газораспределения
§4. Эффективная площадь проходных сечений органов газораспределения
Глава 6. Процессы газообмена в четырёхтактных двигателях внутреннего сгорания
§1. Особенности организации процессов газообмена в четырёхтактных двигателях
§2. Показатели процессов газообмена
§3. Приближенная оценка показателей газообмена четырёхтактного двигателя
§4. Расчет процесса выпуска
§5. Расчет процессов в надпоршневой полости на участке перекрытия клапанов
§6. Расчет процесса впуска
§7. Возможности использования численного моделирования процессов газообмена четырёхтактных двигателей для решения практических инженерных задач
Глава 7. Процессы газообмена в двухтактных двигателях внутреннего сгорания
§1. Особенности организации процессов газообмена в двухтактных двигателях
§2. Расчет процессов газообмена в двухтактных двигателях с нагнетателем
§3. Расчет процессов газообмена в двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой
Глава 8. Газодинамические процессы в газовоздушных каналах двигателей внутреннего сгорания
§1. Методы моделирования газодинамических процессов в газовоздушных каналах двигателей
§2. Основные посылки моделирования неустановившегося течения газа в газовоздушных каналах двигателей
§3. Процессы разгона газа в газовоздушных каналах двигателей
§4. Процессы торможения газа в газовоздушных каналах двигателей
§5. Влияние газодинамических процессов во впускной и выпускной системах на процессы газообмена в надпоршневой полости
Глава 9. Процесс сжатия
§1. Процессы, происходящие в надпоршневой полости при сжатии рабочего тела
§2. Моделирование процесса сжатия в двигателях с неразделенными (полуразделенными) камерами сгорания
§3. Моделирование процесса сжатия в двигателях с разделенными камерами сгорания
Глава10. Процессы смесеобразования, сгорания и расширения в двигателях с искровым зажиганием
§1. Процессы смесеобразования
§2. Зажигание топливовоздушных смесей от искры электрического разряда
§3. Процессы сгорания топливовоздушных смесей
§4. Методы расчета процессов сгорания и расширения
Глава11. Процессы смесеобразования, воспламенения, сгорания и расширения в двигателях с воспламенением топлива от сжатия
§1. Системы подачи топлива в камеру сгорания дизеля
§2. Процессы смесеобразования
§3. Процессы воспламенения, сгорания и расширения
§4. Методы расчета процессов сгорания и расширения в двигателях с воспламенением топлива от сжатия
Глава12. Технико-экономические показатели двигателей внутреннего сгорания
§1. Индикаторные показатели
§2. Механические потери
§3. Эффективные показатели
§4. Составляющие теплового баланса
Глава13. Характеристики двигателей внутреннего сгорания
§1. Режимы работы
§2. Регулировочные характеристики
§3. Эксплуатационные характеристики
§4. Специальные характеристики
Глава14. Выбор основных параметров конструкции и рабочих процессов двигателя внутреннего сгорания
§1. Требования, предъявляемые к двигателю
§2. Частота вращения коленчатого вала
§3. Ход поршня и отношение хода поршня к диаметру цилиндра
§4. Число и расположение цилиндров
§5. Пример выбора основных параметров конструкции и рабочих процессов двигателя


Здесь Вы можете оставить свой отзыв




Чтобы оставить отзыв на товар Вам необходимо войти или зарегистрироваться

Онлайн курс: «Теория двигателей внутреннего сгорания»

Базовый онлайн-курс

Теория двигателей внутреннего сгорания


Просто и доступно: теория двигателя внутреннего сгорания буквально «на пальцах»

Купить курс

Попробовать бесплатно

Листайте ниже

  • 11 онлайн-уроков

    Увлекательные видеолекции и иллюстрированные тексты

  • Дополнительные материалы

    Статьи, видео, полезные ссылки

  • Ответы на ваши вопросы

    Лично от автора курса


Алексей Пахомов


Автодиагност, преподаватель, автор обучающих видеокурсов


С каждым годом автомобили становятся все сложнее
и сложнее

К сожалению, в наших колледжах и ВУЗах не преподают автодиагностику, поэтому если вы хотите быть сегодня востребованным специалистом необходимо самостоятельно искать нужную информацию. Знания, которые вы получите на курсе, собирались мной по крупицам в течение 12 лет. Не теряйте времени, снова «садитесь за парту», совсем скоро вы станете самым лучшим мастером в городе!

Программа курса

Урок 1

Длительность: 45 минут

Что такое автомобильный двигатель?

Любой двигатель — это преобразователь энергии. Поговорим о конструкции и принципе работы двигателя внутреннего сгорания. Перечислим геометрические параметры поршневого двигателя и введем понятие о мощности и крутящем моменте.

Урок 2

Длительность: 30 минут

Моторные топлива и смазочные материалы

Моторное топливо – это углеводороды: сжатый и сжиженный газы, жидкие топлива. Рассмотрим их строение, способы получения, свойства. Отдельно поговорим о свойствах и маркировке автомобильных бензинов и дизельного топлива.

Урок 3

Длительность: 1 час 30 минут

Топливно-воздушная смесь и ее сгорание

Подробнее об уроке

Урок 4

Длительность: 45 минут

Система охлаждения двигателя

Подробнее об уроке

Урок 5

Длительность: 45 минут

Система смазки двигателя

Подробнее об уроке

Урок 6

Длительность: 45 минут

Механическая часть двигателя

Подробнее об уроке

Урок 7

Длительность: 45 минут

Механическая часть двигателя (продолжение)

Подробнее об уроке

Урок 8

Длительность: 45 минут

Оптимизация наполнения цилиндров

Подробнее об уроке

Урок 9

Длительность: 30 минут

Система управления двигателем

Подробнее об уроке

Урок 10

Длительность: 1 час

Системы зажигания современных автомобилей

Подробнее об уроке

Урок 11

Длительность: 1 час

Системы подачи топлива современных автомобилей

Подробнее об уроке

Отзывы выпускников

Тигран Вартанян


Здравствуйте Алексей. Обучающий видеокурс 3 DVD получил давно. Всё это время изучал по несколько раз. На какое-то время моя семья меня «потеряла». Давно собирался написать Вам своё мнение, так вот: ОГРОМНОЕ ВАМ СПАСИБО!


Очень много нового узнал, на некоторые моменты получил подтверждение, и самое важное для меня это то, что оказывается многое я делал правильно и пришел к этому сам. Желаю Вам успехов и всего наилучшего…

Показать полностью

Александр Матвеев


Диагностикой систем впрыска, да и вообще бензиновых двигателей, занимаюсь давно. Но в этом деле знаний никогда не будет много. Так и получилось, почти во всех лекциях нашел для себя что-то новое, о чем не знал. Информация преподносится доходчиво, иногда даже очень «разжеванно». Мне все понравилось, — спасибо.


Диск изначально приобретался с целью узнать, что я еще не знаю и до чего дошел сам. Ж…

Показать полностью

Николай Фомин


Алексей Анатольевич, спасибо за курс.  20 лет ремонтирую двигатели, после просмотра курса на мотор посмотрел по-другому.


СПАСИБО!!!

Зузуля Алексей


Курс, конечно, просто супер! Это сложная наука — диагностика двигателей, обучение происходит, тем не менее, достаточно легко. Узнал очень много нового, получил ответы на вопросы, с какими приходиться сталкиваться у себя в автосервисе при выполнении диагностики двигателей с электронным впрыском топлива.


Преподаватель просто и доступно освещал очень сложные, на мой взгляд, вопросы.

Показать полностью

Владимир Очеретяный


Здравствуйте, Алексей!


Я Ваш коллега — преподаватель Харьковского механического техникума им. А.А. Морозова. Мне нравится Ваш стиль изложения, нравится, как вы держите себя перед аудиторией. Ваши видеоуроки мне очень приятно смотреть. Я не ошибусь, если скажу, что Вы преподаватель высшей категории.


Уже скачал всё, что вы предложили. Очень благодарен. Помощь неоценимая.


Тетрадь учащегося — очень понравилась. Про…

Показать полностью

Щетинкин Борис Леонидович


Спасибо, Алексей Анатольевич! Как тренер знаю, как выматывает любой тренинг, особенно когда отдаешься ему полностью.


Ваш системный подход к построению материала, методу преподавания достоин уважения. Поверьте человеку, который знает, что такое система, который уже многие годы проводит тренинги для менеджеров всех звеньев. Жаль, что мысль Гельвеция о том, что знание принципов освобождает от знания некоторых фактов, не воспринимается многими как рук…

Показать полностью

Артур Расулович


Мое мнение по поводу Пахомова!!! Все очень понятно и внимательно показывается, объясняется четко и корректно. Уважуха Братух!!! Я сам недавно запустил свою мастерскую, работаю диагностом. Приобрел видеокурсы у Пахомова, накупил оборудование все необходимое на диагностику, очень удобно в пользовании и понятливее все. Теперь не отстаю от профессионалов благодаря Пахомову А.!!!


Спасибо тебе огромное Братух От д…

Показать полностью

Мария Быкина

Сегодня диски получила. Просмотрели с мужем пока вводную лекцию, очень понравилось, затянуло, не заметили, как час прошел.


Как записаться на обучение?


Шаг 1


Занимайтесь
с компьютера,
телефона или планшета

Выбирайте для занятий любое удобное время

Повторяйте пройденный материал


Остались вопросы?


С радостью проконсультируем



8 800 234 48 84

Основы теории двигателя внутреннего сгорания. Часть 2 » Motorhelp.ru диагностика и ремонт инжекторных двигателей

Структурная схема типовой электронной системы управления двигателем

Поскольку работа всех систем управления впрыском топлива, которые будут рассматриваться ниже, так или иначе определяется работой ЭБУ, есть смысл сначала, объяснить работу всей системы электронного управления двигателя, а потом рассмотреть отличия и методы диагностики различных систем впрыска. Структурная схема типовой системы управления двигателем изображена на рисунке.
В электронную систему управления двигателя, кроме самого ЭБУ, входят датчики, которые подразделяются на аналоговые и цифровые. Расположение датчиков на двигателе показано на рисунке ниже.

Аналоговые датчики – это датчики, выходным параметром которых является величина напряжения. К ним относятся:
— датчик положения дроссельной заслонки ДПДЗ (поз. 2). Представляет собой потенциометр, движок которого механически соединен с дроссельной заслонкой. При повороте дроссельной заслонки меняется положение движка потенциометра, а следовательно, и выходное напряжение. По величине и скорости изменения этого напряжения ЭБУ определяет степень нажатия на педаль газа;
— датчик абсолютного давления в трубопроводе (датчик МАР) (поз. 21) – это кремниевый кристалл, на поверхности которого сформирован мостик сопротивлений. Ток через мостик изменяется под действием деформаций (пьезорезистивный эффект), вызванных изменением давления. Этот ток усиливается и вводится температурная компенсация. Датчик измеряет изменение давления во впускном трубопроводе, которое зависит от изменения нагрузки двигателя и скорости автомобиля, и преобразует его в напряжение на выходе.
Датчик МАР также используется для измерения барометрического давления при запуске двигателя и других определенных условиях, что позволяет ЭБУ автоматически регулировать качество горючей смеси. ЭБУ подает на вход датчика МАР напряжение 5 В и отслеживает напряжение на линии сигнала. Датчик связан с «массой» через переменный резистор. Сигнал с датчика МАР влияет на подачу топлива и опережение зажигания, определяемые ЭБУ.
— датчик температуры поступающего воздуха (поз. 19) сделан на базе терморезистора с отрицательным коэффициентом сопротивления. По его показаниям ЭБУ корректирует объем впрыска топлива, так как воздух меняет вес в зависимости от температуры.
— датчик температуры охлаждающей жидкости расположен на рубашке охлаждения двигателя (поз. 7) и аналогичен датчику температуры воздуха. По его сигналу ЭБУ оценивает температуру двигателя и обеспечивает обогащение топливной смеси при запуске холодного двигателя.
К цифровым датчикам относятся датчики, выходной сигнал которых имеет форму импульсов. Это следующие датчики:
— датчик скорости и положения коленчатого вала (поз. 3). Работа датчика основана на эффекте Холла. По частоте и фазе выходных импульсов ЭБУ определяет скорость вращения и положения коленвала в конкретной точке. Также при поступлении импульсов с датчика ЭБУ получает информацию о прокрутке двигателя. Если сигнала нет, то подачи бензина не происходит и двигатель не заведется. Тоже происходит, когда частота вращения коленатого вала превышает допустимую.
— датчик положения распределительного вала (поз. 1) определяет верхнюю мертвую точку в первом цилиндре на такте сжатия, и, получив сигнал с этого датчика ЭБУ определяет последовательность впрыска топлива.
— датчик скорости автомобиля представляет собой язычковое реле. Оно встроено в спидометр и на выходе имеет последовательность импульсов, частота которых пропорциональна скорости вращения привода прибора.
— датчик детонации (поз. 20) подсоединен к блоку цилиндров и отслеживает возникновение детонации в двигателе. Детонационные вибрации фиксируются чувствительным пьезоэлементом.
При возникновении детонации время опережения зажигания будет корректироваться системой, чтобы предотвратить детонацию.
— датчик кислорода – λ-зонд устанавливается в выпускной системе. Он выдает данные о концентрации кислорода в отработанных газах. В датчике используется сильная зависимость ЭДС твердотелого гальванического элемента из двуокиси циркония или титана от концентрации кислорода. Такая электрохимическая ячейка, реагируя на атомы кислорода, создает на полюсах разность потенциалов до 1 В. Это напряжение является управляющим. Оно поступает в ЭБУ, которое корректирует состав ДВС до тех пор, пока в отработанных газах не останется свободного, не вступившего в реакцию кислорода, т. е. добивается стехиометрического состава смеси.

Описание работы электронного блока управления
Так как сигналы, поступающие с датчиков, не годятся для непосредственной обработки в центральном процессоре, который понимает, как правило, только последовательность прямоугольных TTL импульсов, информация датчиков проходит дополнительную обработку. При этом сигналы аналоговых датчиков преобразуются в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Сигналы цифровых датчиков тоже нуждаются в обработке, поскольку форма и амплитуда сигнала, получаемая с них, тоже отличается от нужного вида. Поэтому информация от этих устройств проходит через систему обработки входных сигналов, где импульсы, генерируемые датчиками приводятся к виду TTL импульсов.
Сигнал с датчика детонации проходит отдельную обработку и поступает на специальный восьмиразрядный контроллер. После чего обработанный цифровой сигнал подается на центральный процессор, который получив эти данные, а также проанализировав показания датчиков положения коленатого вала, распредвала, определяет цилиндр в котором происходит детонация и производит изменения количества впрыска в конкретных форсунках или увеличивает угол опережения зажигания.
Структурная схема центральной ЭВМ стандартна для подобных устройств. Она состоит из:
— центрального процессора,
— оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), в котором содержится информация, необходимая для текущей работы двигателя,
— постоянного запоминающего устройства (энергонезависимое ПЗУ). В нем содержится вся информация о параметрах автомобиля – тип двигателя, его параметры, установочный угол опережения зажигания, параметры системы питания, тип используемого топлива, нормальные показания датчиков, коды противоугонного устройства и многое другое.
Обрабатывая показания датчиков и сравнивая их значения с данными, хранящимися в ОЗУ и ПЗУ, процессор осуществляет необходимую коррекцию работы систем двигателя. Воздействовать непосредственно на исполнительные механизмы центральный контроллер не может, поскольку токи переключателей достаточно велики и могут вывести из строя микросхему, поэтому используется система обработки выходных сигналов. Она состоит из цифрово-аналогового преобразователя (ЦАП), предназначенного для перевода цифровых сигналов центральной ЭВМ в сигналы, пригодные для работы микросхем-драйверов. Эти микросхемы в соответствии с полученной информацией воздействуют на мощные электронные транзисторные ключи, которые и запускают исполнительные внешние устройства.
Для связи и синхронизации работы ЭБУ с внешними электронными устройствами – контроллерами автоматической коробки передач, автоблокировочной системы, климат контроля, устройств диагностики, используется особый протокол передачи данных, поддерживаемый специальным контроллером.
Питание ЭБУ производится от бортовой электрической сети. Напряжение 12 поступающее на вход преобразуется в стабилизированное напряжение 5 В внутренним источником питания. К исполнительным устройствам относятся:
— Схема зажигания, в которой замыкание и размыкание катушек зажигания происходит ключами ЭБУ в зависимости от сигналов, поступающих на них с центрального контроллера.
— Механизмы управления частотой вращения холостого хода (Механизм ISC) имеет две катушки, управляемые раздельно с помощью инверсных сигналов, поступающих с ЭБУ и обеспечивающих взаимодействие электромагнитных сил на катушках. Результатом такого взаимодействия будут различные углы поворота шагового электродвигателя. При наличии механизма управления частотой вращения холостого хода организуется перепускной шланг, подключенный параллельно дроссельной заслонке.
— Клапаны (соленоиды) инжекторов (поз. 18). Инжекторы впрыскивают топливо по сигналам, поступающим с ЭБУ. Количество топлива, впрыскиваемого инжектором, определяется временем, в течении которого подается напряжение на электромагнитный клапан. Меняя время открытия инжекторов, ЭБУ регулирует количество и качество смеси, добиваясь максимальной мощности работы двигателя во всех режимах.
— Для уменьшения количества вредных импульсов в современных автомобилях применяются различные экологические системы. Они воздействуют на двигатель путем дожигания паров бензина, рециркуляцией отработанных газов, подачей дополнительного воздуха. Подробно о них я расскажу в следующих статьях.
Во всех современных двигателях предусмотрено подключение диагностического сканера, работающего по протоколу OBD-2. Для этого в салоне автомобиля предусмотрен специальный диагностический разъем, к которому подключается сканер С его помощью можно произвести полную диагностику автомобиля, считать ошибки, просмотреть в графическом виде основные параметры.

Функционирование ЭБУ в различных режимах работы двигателя.
Работа ЭБУ будет описана для распределенной импульсной системы впрыска, применяемой в четырехцилиндровом двигателе. Она наиболее часто используется в современных автомобилях среднего класса. В этой системе количество топлива, подаваемое форсунками, регулируется импульсным сигналам на соленоиды инжекторов. ЭБУ отслеживает данные о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в бензине и определяет необходимое время открытия форсунок. Для увеличения подачи топлива длительность импульса увеличивается, а для уменьшения сокращается.
Контроллер ЭБУ оценивает результаты своих действий с помощью датчиков, запоминает ошибки и вводит коррективы в свою работу. Самообучение процессора является непрерывным и действует в течении всего срока службы автомобиля.
Подача топлива происходит по разным методам:
— Синхронному, когда впрыск топлива происходит при определенном положении коленчатого вала.
— Асинхронному, т.е. без синхронизации с вращение коленчатого вала.
Наиболее часто применяется синхронный способ подачи топлива. Асинхронный используется в основном при пуске двигателя и режиме ускорения.
Форсунки включаются попарно и поочередно: сначала форсунки 14 цилиндров, а после поворота коленчатого вала на 180º форсунки 2 и 3 цилиндра. Таким образом каждая форсунка включается один раз за полный оборот коленчатого вала два раза за полный цикл работы двигателя.
Количество впрыснутого топлива определяет ЭБУ в зависимости от состояния двигателя и следующих режим работы:
1.Первоначальный впрыск топлива происходит, когда коленчатый вал начинает прокручивается стартером. При этом на ЭБУ происходит первых импульс от датчика вращения коленчатого вала. Получив этот сигнал, ЭБУ дает команду на включение сразу всех форсунок, чем ускоряется пуск двигателя. Такая команда следует каждый раз при пуске двигателя. Причем время открытия форсунок зависит от температуры: на холодном двигателя импульс длиннее, на горячем короче. После первоначального впрыска ЭБУ переходит в синхронный режим управления форсунками.
2.Пуск двигателя. При включении зажигания контроллер дает команду на включение реле бензонасоса для создания давления в магистрали подачи топлива к топливной рампе. Соотношение воздух/топливо при пуске ЭБУ определяет к зависимости от показания датчиков температуры охлаждающей жидкости и входящего воздуха. После начала вращения коленвала ЭБУ работает в пусковом режиме, пока скорость не превысит 400 об/мин, или не наступит режим продувки «залитого» двигателя.
3.Режим продувки двигателя. Если двигатель «залит» топливом (т.е. топливо намочило свечи зажигания), он может быть очищен путем полного открытия дроссельной заслонки при одновременном проворачивании коленчатого вала. При этом ЭБУ не подает импульсы впрыска на форсунки и свечи должны очиститься. Процессор поддерживает этот режим до тех пор, пока обороты коленчатого вала ниже 400 об/мин, и датчик положения дроссельной заслонки показывает, что она полностью открыта. Если Дроссельная заслонка удерживается почти полностью открытой при пуске двигателя, то он не запуститься, т. к. при полностью открытой дроссельной заслонке импульсы вспрыска на форсунку на подаются.
4.Рабочий режим управления топливоподачей. После пуска двигателя (обороты превышают 400 об/мин) ЭБУ переходит в рабочий режим. При этом контроллер рассчитывает длительность импульса на форсунки по сигналам датчика положения коленчатого вала, массового расхода воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки. При холодном двигателе (менее 50º С) система работает без обратной связи (датчик кислорода отключен). Это необходимо в связи с тем, что при прогреве двигателя требуется более богатая смесь и соотношение воздух/топливо будет отличаться от стехиометрического. Этот же режим включается при резком ускорении и в мощностном режиме.
5.Рабочий режим для систем вспрыска с обратной связью. В этом режиме на работу ЭБУ влияют показания датчика кислорода. От его показаний зависит длительность импульсов вспрыска. При этом если сигнал имеет низкое напряжение (обедненная смесь) или высокое напряжение (обогащенный состав смеси), то корректировка продолжается до достижения напряжения сигнала, соответствующему стехиометрическому составу смеси (режим постоянных переключений, свидетельствующих о работе датчика в нормальных условиях). Считается нормальным диапазоном регулировки топливоподачи по замкнутому контуру в пределах 20% коррекции топливной смеси. Значения выходящие за этот диапазон являются признаками неисправности компонентов системы. Если корректировка топливоподачи в режиме замкнутого контура вышла за пределы регулирования, то через какое-то время ЭБУ определит, что работа системы подачи топлива нарушилась и контроллер дает команду на включение лампы «проверь двигатель» и внесет в память соответствующий код ошибки, например, «обогащенная смесь». При этом система программно переключается в режим разомкнутого контура. В этом случае коррекцию топливной смеси ЭБУ осуществляет в соответствии показания датчиков расхода воздуха и частоты вращения коленвала, пользуясь с заложенными в ОЗУ ЭБУ данными.
6.Режим обогащения при ускорении. ЭБУ контролирует не только положение дроссельной заслонки, но и скорость ее перемещения. При резком изменении показания датчика процессор выдает команду о переходе в кратковременный режим резкого обогащения смеси. При этом длительность импульсов на форсунках увеличивается, что обеспечивает автомобилю быстрое ускорение. Датчик кислорода при этом отключается.
7.Режим мощностного обогащения. Для достижения максимальной мощности требуется обогащенная горючая смесь, и ЭБУ изменяет соотношение воздух/топливо приблизительно 12/1. Система в этом случае работает в режиме разомкнутого контура.
8.Режим обеднения при торможении. При торможении автомобиля с закрытой дроссельной заслонкой может увеличиться выброс в атмосферу токсичных веществ. Для предотвращения этого ЭБУ уменьшает подачу топлива в уменьшении угла открытия дроссельной заслонки и количества расхода воздуха.
9.Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем. При торможении двигателем, т.е. при движении со включенной передачей и закрытой дроссельной заслонкой, ЭБУ может на короткое время полностью отключать импульсы впрыска. Условиями отключения импульсов вспрыска при торможении являются:
— Закрытая дроссельная заслонка.
— Скорость автомобиля выше 30 км/ч.
— Частота вращения коленчатого вала выше 1800 об/мин.
— Температура охлаждающей жидкости не ниже 20ºC.
ЭБУ отменяет режим отключения подачи топлива при торможении, если изменились следующие параметры.
— Дроссельная заслонка открылась на 2% и более.
— Скорость автомобиля ниже 30 км/час.
— Частота вращения коленчатого вала ниже 1800 об/мин.
— Выключение сцепление (резкое падение частоты вращения коленчатого вала).
10.Компенсация падение напряжения питания в бортовой сети. При падении напряжения схема зажигания может давать слабую искру, а время срабатывания клапанов форсунки увеличивается. ЭБУ компенсирует это увеличением длительности открытия форсунок и времени замкнутого состояния первичных обмоток катушек зажигания.
11.Режим аварийного отключения подачи топлива. При включенном зажигании топливо форсункой не подается, во избежание самовоспламенении смеси при перегретом двигателе. Кроме того импульсы вспрыска не подаются, если ЭБУ не получает сигналов с датчика положения коленчатого вала, что воспринимается как остановка ДВС. Отключение питания также происходит при превышении предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя, равной примерно 6500 об/мин, для защиты двигателя от перегрузки.
12.Управление электровентилятором системы охлаждения. Электровентилятор включается и выключается ЭБУ в зависимости от температуры двигателя, частоты вращения коленчатого вала, работы кондиционера и других факторов. Электровентилятор включается с помощью вспомогательного реле в том случае, если температура охлаждающей жидкости превысит 101ºC или будет дан запрос на включение кондиционера. Выключение происходит после падения температуры охлаждающей жидкости ниже 97ºC, отключения кондиционера, или выключения двигателя. (Температура включения и выключения вентилятора зависит от программы в ЭБУ двигателя.)
13.Обнаружение и регистрация неисправностей. ЭБУ постоянно выполняет самодиагностику по некоторым функциям управления. При обнаружении неисправности ЭБУ заносит код ошибки в память, и включатся контрольная лампочка «CHECK ENGINE». О том, как правильно диагностировать неисправности в этих системах будет подробно рассказано в следующих статьях.

 

Как провести диагностику двигателя автомобиля своими силами? Читайте в следующем материале:

Диагностика инжекторных двигателей. Учебный курс для начинающих.

«Теория ДВС» на практике. Видеоблогер — специалист по моторам рассказал о заправке подсолнечным маслом и дизелях от BMW

Сейчас на канале видеоблогера Евгения Травникова более 180 тысяч подписчиков. Обладатель «серебряной кнопки» YouTube стал таковым благодаря роликам на довольно узкую тематику — строение, работа, поломки и ремонт двигателей внутреннего сгорания. Украинец приехал в Минск ради эксперимента. За небольшую сумму он купил дизельный «корч» Lancia Prisma только для того, чтобы проверить, как машина поедет на «отработке» и подсолнечном масле, а потом на деле узнать, что такое гидроудар. Ну и конечно, чтобы выяснить, что после таких опытов станет с ДВС. В перерыве между опытами видеоблогер встретился с корреспондентами Onliner.by, чтобы поговорить о практике тюнинга двигателей внутреннего сгорания, спиртовых агрегатах и моторах, которых следует избегать.

Недавно Евгений Травников вновь подтвердил на практике, что дизельный мотор и подсолнечное масло — вещи вполне совместимые. Можно много рассказывать о работе дизельного двигателя, процессе сгорания топлива, но лучше один раз увидеть.

Примечательно, что у видеоблогера нет специализированного образования, он самоучка. Ныне известный в автомобильных кругах человек не учился ни в вузе, ни в техникуме, ни в ПТУ. Вся его карьера механика и знатока ДВС построена исключительно на самообразовании. Отец Евгения занимался обслуживанием машин в гараже и научил сына азам. В начале 2000-х у Травникова-старшего появились проблемы со здоровьем и недавний школьник вынужден был пойти работать. По словам видеоблогера, он просто увлекся миром двигателей: «Меня никто не заставлял учиться, я сам этого хотел, потому что мне было интересно. И если какие-то моменты мне были непонятны, то я разбирался до конца, чтобы понимать весь процесс, а не просто получить зачет. Читал книги по ремонту, теории и строению, покупал их на барахолках».

Идею снимать ролики киевлянину подсказали на одном из байкерских слетов. В распоряжении мотоциклистов оказался Harley Davidson WLA 1942 г. в. Мотор у раритета не работал, Евгений вызвался починить, а его друзья попросили снять процесс на видео — чтобы потом на международных тусовках показывать. «Идея так и не получила воплощение, но мысль меня не покидала, — вспоминает блогер.Решил начать с простого — ремонта „жигулевского“ карбюратора. Причем не просто гайки на видео крутить, но и объяснить, что как устроено и как работает. Взял камеру у друзей, подключил быстрый интернет — и поехало. Поначалу думал, ролики станут рекламой, обо мне узнают, в гараже появится больше клиентов. Ну а после преодоления планки в 13 тысяч подписчиков видеоблог стал приносить деньги. Если честно, я не перестаю удивляться, почему мой канал с такой узкой тематикой стал таким популярным. В то же время при обучении в автошколах есть пробелы — тема ДВС там фигурирует лишь вскользь. Может, она покажется кому-то сложной, но ведь мне удается объяснить все понятным языком. Почему же в автошколах не смогут?»

Мы пригласили Евгения Травникова в офис Onliner.by, чтобы более предметно, без налета мишуры маркетологов, обсудить современные тенденции в мире агрегатов.

— По версии американских изданий, в топ-10 лучших двигателей (внутреннего сгорания) прошлого года вошли 3. 0 TFSI Supercharged V-6 от Audi S5, 3.0 Turbodiesel I-6 от BMW 535d и 2.7 H-6 boxer от Porsche Cayman. Все же выходит, что немцы больше других преуспели в создании моторов?

— Я соглашусь с этим утверждением только по поводу дизелей. Немцы очень давно их используют. Потому успели добиться успехов, натренировались на грузовиках. Лучше других производителей приспособили дизель к легковому автомобилю, сделав его максимально комфортным, представители Mercedes. Я говорю о 123-й модели 1976—1984 годов. Она имела оптимальный расход топлива, ресурс. С нее и началась эра дизельных агрегатов в легковом автопроме. Потом подтянулась Volkswagen. А вот первые дизели от BMW были просто ужасны. Без преувеличения — одни из худших в истории человечества: маломощные, неэкономичные. Их почему-то хватало весьма ненадолго: трескались головки, рассыпались блоки. Сейчас-то они уже исправились. Но, по-моему, Mercedes до сих пор остается лидером дизелей. Хотя я предпочитаю бензиновые моторы — больше нравится активная езда, люблю «наваливать», как у нас говорят. К тому же такие двигатели проще ремонтировать.

В целом потенциальным покупателям советую не ориентироваться на топы агрегатов новых машин, опубликованные в СМИ. Это чистый маркетинг. Как можно сказать, что ДВС работает хорошо, если он не отъездил и года?

— В таком случае на что стоит ориентироваться при выборе автомобиля? Наши люди в поисках модели на вторичном рынке смотрят на кузов. Редко кто ориентируется на неубиваемость и продуктивность моторов.

— Кузов — самая большая деталь машины, на ее ремонт уходит много денег и времени. А двигатель меняется за сутки. Сейчас на рынке столько автомобилей, что ремонтом моторов вскоре перестанут заниматься — проще поставить работающий б/у. Потому все и ориентируются на отсутствие жучков и коррозии. В этом вопросе глупо и неправильно было бы говорить о главенстве двигателей. Покупателям могу посоветовать ориентироваться на ландшафт страны-изготовителя. Скажем, в той же Италии необходимость заезжать в горы отразилась на характеристиках агрегатов. Для Беларуси двигатели «итальянцев» с этой сугубо прагматичной позиции подходят меньше немецких. Такие факты стоит учитывать, хотя на деле в списке требований к машине они значатся далеко после пунктов «нравится» и «не бита», что тоже верно. Как сказал Генри Форд, самый лучший автомобиль — это новый.

Исходя из моего опыта, могу посоветовать при выборе машины с опаской посматривать на аутсайдеров моторостроительства. Конкретные бренды называть не буду. Намекну: например, VTEC придумали на Honda, брать «копию» этой технологии неразумно. Многие конкуренты понимали, что это классная вещь, очень хотели ее повторить. Но из-за юридических норм они не могли поставить в свои автомобили точно такую же конструкцию — у японцев же патент. Другие автопроизводители начинают делать что-то свое, добавляют «лишние болтики». Это невероятно распространено на современном рынке. Потом наши автовладельцы ругают инженеров: мол, такие умные, а не могут сделать ДВС, способный прослужить более двух лет. У каждого агрегата найдется набор типичных болезней, но все они определяются не тупостью инженеров, а скорее не всегда удачным воплощением чужих идей.

Любителям дизелей хочу напомнить: читайте заводские требования. Часто автовладельцы жалуются, мол, агрегат слишком быстро ломается. А в регламенте прописано: раз в 50—100 тысяч километров пробега снимать топливную аппаратуру (насос, форсунки), проверять их на стенде и чуть что — менять. Почти никто так не делает, только приносят на СТО рассыпавшиеся моторы. Так что беда дизелей — исключительно человеческий фактор.

— Пагубное влияние на европейские двигатели нашего топлива — не миф?

— Дело не в самом топливе, а в том, что продается на АЗС. В крупных городах контроль доставки бензина или дизеля поставлен четко, слить практически невозможно. А вот на мелких АЗС в поселках или на трассе шанс наткнуться на разбавленный продукт велик. По крайней мере, такова система в Украине. Чтобы скрыть слив, разбавляют растворители, присадки, даже резину. Еще одна проблема — масло. Опять же, не знаю, как в Беларуси, но в Украине на заправках масло лучше не покупать. Несоответствие банки и этикетки содержимому — обычная вещь.

А к добавкам в масло, присадкам я отношусь нормально. Уже более полугода провожу тесты с одним питерским брендом. Могу сказать, что ресурс мотора действительно продлевается, пользоваться можно. Говоря о доработках агрегатов, нельзя не сказать про чип-тюнинг. Тот, кто знаком со строением двигателя, понимает, что одним чипом разогнать со 150 «лошадей» до бешеных мощностей в 210 л. с. невозможно. На самом деле это не доработка, а снятие заводских ограничений. То есть производители выпустили агрегат мощностью в 210 «лошадок», но потом для улучшения экологических показателей «придавили» его до 150 л. с., уменьшив таким образом количество вредных выбросов. «Чиперы» освобождают эту мощность — кто ж у нас думает об экологии?

— Может, знаете ответ на загадку 21-го века: почему современные моторы «съедают» масло?

— Такова «политика партии» автопроизводителей. Они рассчитывают, что новая модель проедет примерно 100 тысяч километров без поломок. Мы шутим, мол, компании хотят, чтобы на 101-й тысяче у машины отвалились колеса, рассыпался двигатель, развалился кузов и у них появился новый клиент, желающий купить автомобиль. «Съедание» масла — один из факторов так называемого запрограммированного старения.

Примером могут служить японские модели конца 80-х — начала 90-х. Чтобы закрепиться на рынке, японцы делали очень качественные двигатели. Могу сказать, по качеству сборки ДВС до сих пор никто еще не сделал лучше. Мне попадаются такие агрегаты после 300 тысяч пробега. Проверяю по мануалу — размеры зазоров совпадают. Сейчас выпускать долговечные автомобили производителям не выгодно. Если полистать мануалы старых «японцев», можно найти фразу «считается нормой расход масла, который не превышает 1 литра на 1000 километров». Во второй половине 90-х словосочетание «не превышает» в документах заменили на «может превышать». Вот вам и ответ на загадку.

— Вы, как сторонник ДВС, отвергаете, что будущее за электромобилями?

— Абсолютно нет. Электрокары весьма перспективны, но пока у них есть большая проблема — не придумали скоростную зарядку аккумулятора. Однако пока есть нефть и газ, будет и ДВС. Он останется и после истощения запасов нефти. Есть множество горючих веществ — например, этиловый спирт. В производстве он копеечный, является самым экологически чистым топливом, а ехать автомобиль будет лучше, чем на бензине.

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. [email protected]

Как работают автомобильные двигатели внутреннего сгорания

ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ

Что такое двигатель?

Проще говоря, двигатель — это группа взаимосвязанных частей, собранных таким образом, чтобы преобразовывать энергию в движение, которое, в свою очередь, можно использовать для выполнения работы. Бензиновые двигатели — это устройства внутреннего сгорания, в которых в качестве источника энергии используется бензин. Давайте построим один.

Если бы мы взяли прочную жестяную банку и брызнули в нее бензином, затем накрыли бы крышкой и подожгли ее через какое-нибудь отверстие сбоку, то взрыв подбросил бы крышку довольно высоко в воздух. Причина в том, что пары бензина смешивались с воздухом и образовывали очень взрывоопасную смесь, которая, в свою очередь, создавала чрезвычайно горячие газы, которые необходимо было выпускать. В данном случае оторвало верхнюю часть.

Теперь, когда мы знаем, что можем сдвинуть что-то с помощью взрыва, почему бы не создать механическое устройство, которое может выполнять какую-то работу? Следовательно, если мы зацепим эту банку крышкой за стержень, который другим концом соединен с коленчатым валом — устройством, использующим эксцентриковые шейки для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, — а затем перевернут банку и жестко закрепим ее, то взрыв произойдет генератор будет толкать крышку и ее шток вниз, вращая коленчатый вал.

Не вдаваясь в явные недостатки вышеописанной конструкции, перейдем к тому, как устроены бензиновые двигатели.

Блок

Вместо банки нам нужен прочный, жесткий цилиндр, который просверливается в еще более прочном металле, обычно это тяжелая отливка из железа или алюминия, обычно называемая блоком цилиндров.

Поскольку мы отливаем блок, почему бы не предусмотреть в отливке несколько каналов, которые можно заполнить водой, чтобы поддерживать постоянную температуру при работающем двигателе? Кроме того, давайте спроектируем некоторые другие проходы, чтобы можно было перекачивать масло для смазки движущихся частей.

Мы можем обработать блок после отливки, чтобы создать однородный цилиндр известного размера. Кроме того, мы можем просверлить и нарезать различные отверстия в блоке, чтобы разместить крепежные детали, которые в конечном итоге будут скреплять части двигателя.

Части времени!

Поршень Часть, которую мы будем перемещать при взрыве топлива, это поршень. Хотя в старых автомобилях использовались железные поршни, все поршни после Второй мировой войны сделаны из литого или кованого алюминия и имеют размер примерно на 10 тысяч дюймов меньше размера цилиндра, чтобы учесть тепловое расширение. Поршни должны быть достаточно высокими, чтобы избежать опрокидывания в сторону при движении вверх и вниз по цилиндру. Они также должны быть легкими, чтобы уменьшить инерционные силы, которым они подвергаются, поэтому все современные поршни полые.

Поршень, как описано выше, будет достаточно хорошо двигаться вниз по отверстию цилиндра, но значительное количество взрывной силы будет «просачиваться» через стороны. Чтобы ограничить эту проблему, поршни имеют канавки по окружности с несколькими разнесенными каналами. В этих каналах размещены кольца из пружинной стали или железа, которые постоянно оказывают давление на стенку цилиндра, герметизируя большую часть продуктов сгорания. Большинство поршней имеют два компрессионных кольца и одно масляное кольцо.

Примерно на полпути в поршне просверливается отверстие точного размера по диаметру для удерживания поршневого пальца или поршневого пальца.

Шатун Поршень соединен с коленчатым валом посредством шатуна. Это сверхмощное высококачественное устройство, которое прижимается поршнем. На другом его конце находится круглый фиксатор подшипника, который перемещается по коленчатому валу, когда он движется по своей эксцентричной окружности. Шток соединен с поршнем через поршневой палец.

Зачем поршню штифт? Ну, если подумать, поршень движется прямо вверх и вниз, а шток качается вперед и назад вслед за коленчатым валом. Следовательно, шток должен иметь возможность двигаться в том месте, где он прикреплен к поршню, а штифт допускает это маятниковое движение.

Коленчатый вал Возможно, сердцем двигателя является коленчатый вал. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать огромную силу движущегося стержня вместе с другими нагрузками, которые он выдерживает. На его переднем конце находится шкив, который приводит в движение аксессуары двигателя, а на заднем конце находится маховик, который приводит в движение трансмиссию и остальную трансмиссию. Блок двигателя имеет отлитые в нем точки, на которых крутится коленчатый вал, называемые шейками. В одноцилиндровом двигателе коленчатый вал должен поддерживаться как минимум двумя шейками, поскольку силы, создаваемые взрывами, должны распределяться во всех направлениях одинаково без смещения центральной линии коленчатого вала.

Подшипники Очевидно, что любая движущаяся часть, такая как коленчатый вал, шатун, поршневые пальцы и т. д., должна создавать как можно меньшее трение, иначе все будет царапать, истирать и нагреваться так сильно, что части будут сварены друг с другом. Для этого производители используют подшипниковые материалы и масло. Коленчатый вал и шатунные шейки содержат вкладыши подшипников из молибдена и других специальных материалов, между которыми проходят тонкие масляные пленки под давлением. Об этом позже…

Теперь у нас есть двигатель, верно?

Нет, не знаем. На данный момент у нас есть блок, коленчатый вал, поршень и шток в сборе, которые будут вращаться, но у нас нет никакого способа изолировать цилиндр сверху, чтобы взрыв мог сдвинуть поршень вниз. Также отсутствуют некоторые другие элементы, такие как подача топлива, выброс выхлопных газов и источник воспламенения, но мы вернемся к этому в свое время. Во-первых, нам нужно создать камеру сгорания, чтобы было место для воспламенения топливно-воздушной смеси.

Чтобы сделать это в простейшей форме, все, что нам действительно нужно сделать, это прикрутить плоский кусок тяжелого металла к верхней части цилиндра, оставив пространство между ним и верхней частью поршня. Назовем это головкой блока цилиндров. Головка блока цилиндров, конечно, съемная, но мы не можем снять ее и впрыснуть немного топлива, а затем поставить ее обратно и поджечь топливо каждый раз, когда нам нужен рабочий ход поршня, не так ли? Нам нужен какой-нибудь порт для подачи топлива и еще один порт для выпуска выхлопных газов.

Клапаны Итак, мы проделали пару отверстий в головке блока цилиндров, одно для подачи топлива/воздуха, а другое для выпуска выхлопных газов, но если наш двигатель будет работать, нам нужно найти способ запечатайте их в нужное время. Это делается с помощью клапанов, которые представляют собой прочные металлические предметы, состоящие из штока и широкой конической головки. Нам нужны впускной и выпускной клапаны. Угол конусности на головке клапана повторяется в его «посадочном месте» в отверстии головки цилиндров, что обеспечивает уплотняющую поверхность.

Для того, чтобы клапаны должным образом герметизировали порты в головке цилиндров, нам нужно поместить пружины вокруг стержней и прикрепить их зажимом какого-либо типа, обычно называемым «держателем».

Мы приближаемся к работающему двигателю, но нам нужно придумать способ открывать и закрывать клапаны в нужное время. Мы обсудим это в ближайшее время, но сначала нам нужно рассмотреть различные циклы, которые должен пройти двигатель, обычно называемые тактами.

Типовой узел клапана для двигателя с плоской головкой.

Все, что нам нужно сделать сейчас, это повернуть распределительный вал и синхронизировать открытие клапана с правильным ходом. Раз коленвал вращается, то почему бы не соединить его с распредвалом либо системой шестерен, либо цепью? Это именно то, что делают производители, и компоненты обрабатываются и маркируются так, чтобы во время сборки сохранялось правильное соотношение между ходом поршня и открытием клапана, фазами газораспределения.

Однако важно помнить, что частота вращения распределительного вала составляет половину частоты вращения коленчатого вала. В четырехтактном двигателе каждый клапан открывается только через каждый второй оборот, поэтому распределительный вал поворачивается на один оборот за каждые два оборота коленчатого вала.

Масса маховика помогает сгладить движение коленчатого вала.

Масса маховика используется для поглощения вибраций двигателя и поддержания вращения коленчатого вала в течение следующих трех тактов, что обеспечивает плавную работу двигателя.

Маховик

Двигатель, который мы собрали выше, будет довольно сильно вибрировать, так как он имеет один большой рабочий ход и четыре изменения направления поршня каждые два оборота. Нам нужно что-то, чтобы погасить вибрации. Кроме того, нам нужно что-то тяжелое, прикрепленное к коленчатому валу, чтобы помочь силам инерции поддерживать вращение коленчатого вала достаточно долго, чтобы пройти все четыре такта. Кроме того, нам нужно что-то прикрепленное к коленчатому валу, к которому мы можем прикрепить необходимые детали для передачи мощности двигателя, не говоря уже о его запуске.

Все эти проблемы можно решить с помощью маховика, большого тяжелого диска, который крепится болтами к задней части коленчатого вала. По окружности маховика можно установить зубчатый венец, который может включаться электростартером. Поверхность маховика может быть обработана и нарезана резьба для установки узла сцепления или, в случае автоматических трансмиссий, сам маховик может иметь более легкую конструкцию (называемую гибкой пластиной), усиленную преобразователем крутящего момента трансмиссии.

Еще кое-что

Поскольку коленчатый вал имеет маховик на одном конце, его масса будет создавать силы, которые заставят коленчатый вал слегка прокручиваться на другом конце, вызывая вибрацию. Чтобы противодействовать этой вибрации, производители используют балансировочный диск специальной конструкции, прикрепленный к переднему концу коленчатого вала, который называется гармоническим балансиром. Этот диск обычно состоит из двух отдельных частей, залитых резиной или каким-либо синтетическим компаундом. Резина поглощает дифференциальное движение двух частей. Размер и вес гармонического балансира зависят от конструкции конкретного двигателя.

Резюме

Независимо от размера двигателя (рабочего объема), количества цилиндров, формы ряда цилиндров, мощности и т. д., он будет содержать те же основные детали, что и двигатель, который мы здесь обсуждали. Детали могут быть расположены по-разному и в разных местах внутри/на двигателе, но вы всегда найдете основные детали, просто их больше. Четырехцилиндровый двигатель будет иметь четыре поршня, восемь клапанов (как минимум!), восемь толкателей, и так далее, и так далее…

Четырехтактный цикл

Бензиновая жидкость не горит, а ПАР бензина горит, да еще как! Нам нужно сделать все возможное, чтобы создать много пара, начиная со смешивания бензина с воздухом в идеальном соотношении — примерно 14 частей воздуха на 1 часть бензина.

Поскольку поршень (и его кольца) в двигателе образует достаточно плотное уплотнение, топливно-воздушная смесь может быть сжата. При сжатии капли топлива распадаются на еще более мелкие частицы, а температура топливно-воздушной смеси повышается, что облегчает ее воспламенение. Так, если ввести топливо и воздух в цилиндр, когда поршень находится в нижней части, а затем закрыть впускной клапан, он максимально сожмет смесь.

Эй! Если поршень может сжимать смесь, значит, когда она движется вниз по цилиндру, она может создавать вакуум, верно? Правильно, и мы можем использовать этот вакуум для всасывания топливно-воздушной смеси, открыв впускной клапан до того, как поршень начнет опускаться.

Теперь мы к чему-то пришли. Предполагая, что мы запускаем двигатель стартером, первый такт, с которым мы столкнемся, — это такт впуска. Маховик вращает коленчатый вал, опуская шток и поршень. Одновременно мы открыли впускной клапан, впустив топливно-воздушную смесь, втянутую вакуумом. Поршень достигает дна цилиндра и мы закрываем впускной клапан.

Поршень поднимается, сжимая смесь и завершая такт сжатия. Когда он достигает вершины, мы можем поджечь смесь. Бензиново-воздушная смесь взрывается с фронтом пламени (скоростью, при которой происходит взрыв) 2500 футов в секунду, что примерно соответствует скорости взрыва динамита.

Этот взрыв толкает поршень вниз в рабочем такте. Теперь двигатель работает сам. Когда поршень достигает дна цилиндра, инерция коленчатого вала и маховика заставляют продолжать вращение. Если мы откроем выпускной клапан в этот момент, движение поршня вверх выталкивает сгоревшие газы, создавая такт выпуска.

Вот вам стандартный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Четыре такта — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск — на каждый приходится пол-оборота коленчатого вала. Интересно отметить, что четыре такта занимают два полных оборота коленчатого вала, в течение которых только одна четвертая часть времени, затрачиваемого двигателем, создает мощность.

Как открываются клапаны?

На данный момент должно быть очевидно, что мы не придумали способ открывать и закрывать клапаны. Очевидно, мы хотим, чтобы коленчатый вал выполнял эту работу, а не пытался вручную открывать и закрывать их. Разработчики двигателей давно решили эту проблему.

Если мы выточим круглый вал, лежащий под штоком клапана, и вставим его концы в подшипники, мы получим начало чего-то, что сделает эту работу за нас. Путем обработки выступа на валу, называемого выступом кулачка, этот выступ можно использовать для толкания штока вверх при вращении вала. Размер выступа определяет величину подъема и, следовательно, количество времени, в течение которого клапан будет открыт. Этот вал называется распределительным валом.

Из соображений экономии мы не хотим обрабатывать два распределительных вала, один для впускных клапанов, а другой для выпускных клапанов. Вместо этого мы можем разместить один распределительный вал в центре, и на этом валу мы можем обработать впускные и выпускные лепестки в их надлежащих местах. Поскольку мы не хотим удлинять шток клапана или сгибать его, чтобы перейти к распределительному валу, мы можем изготовить круглый стержнеобразный блок, который будет следовать за кулачком и, в свою очередь, толкать шток клапана. Это устройство называется толкателем клапана. Если мы добавим какой-то механизм регулировки длины (рисунок на стр. 17) между толкателем и штоком, то теперь у нас будет клапанный механизм, состоящий из распределительного вала, толкателя, регулятора, штока, пружины и держателя.

Двигатель внутреннего сгорания: основы и конструкция

Инструктор:

Дина Эль Чаммас Гасс Показать биографию

Дина преподавала в колледже экологические науки и имеет степень магистра в области экологии и инженерии водных ресурсов.

На этом уроке вы познакомитесь с двигателями внутреннего сгорания и основами их конструкции, отличающими прерывистое сгорание от непрерывного, а также познакомитесь с ограничениями эффективности, определяющими конструкцию любого двигателя внутреннего сгорания.

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания , также известный как тепловой двигатель, представляет собой часть механического оборудования, работающего на топливе , таком как бензин, природный газ или дизельное топливо. Топливо вводится в камеру, смешивается с кислородом, а затем поджигается . Взрыв используется для выполнения механической работы либо путем сильного толкания поршня, либо путем движения воздуха с невероятно высокой скоростью.

Двигатели внутреннего сгорания обычно подразделяются на прерывистого двигателя внутреннего сгорания и постоянного двигателя внутреннего сгорания. Двигатели прерывистого сгорания используются для наземных и водных транспортных средств, таких как автомобили, мотоциклы и корабли. Двигатели непрерывного сгорания используются в газовых турбинах, реактивных двигателях и большинстве ракетных двигателей.

Двигатели внутреннего сгорания периодического действия

В двигателе внутреннего сгорания периодического или возвратно-поступательного действия топливо вводится в замкнутую камеру с плотно установленным внутри поршнем . Камера неподвижна, но поршень может двигаться. Топливо поступает в камеру вместе с кислородом и воспламеняется. Взрыв толкает поршень вперед с большой силой.

Поршень прикреплен к коленчатому валу , который перемещается при скользящем движении поршня вперед и назад внутри камеры. Коленчатый вал способен преобразовывать прямолинейное движение поршня во вращательное движение. Затем вращательное движение используется для вращения колес или лопастей.

Изображение коленчатого вала, показывающее линейное движение поршня и вращательное движение коленчатого вала

Двигатели внутреннего сгорания непрерывного действия

Двигатель внутреннего сгорания непрерывного действия очень отличается, но по-прежнему включает сжигание топлива в камере сгорания. В этом типе двигателя воздух и топливо воспламеняются в камере непрерывным образом. Воздух всасывается в двигатель воздушным компрессором, который всасывает и нагнетает воздух в камеру сгорания. Топливо вводится в камеру сгорания, и смесь воспламеняется. Находящийся под высоким давлением и очень горячий воздух с большой силой проходит через турбину и выходит из двигателя, толкает весь двигатель вперед.

Изображение двигателя внутреннего сгорания непрерывного действия

Идея реактивного двигателя на самом деле довольно проста: это та же самая причина, по которой воздушный шар поднимается вверх, если вы позволяете воздуху внутри воздушного шара выйти. Воздух, выпущенный из воздушного шара, толкает атмосферный воздух, а атмосферный воздух, в свою очередь, отталкивает воздушный шар, толкая его вперед. В самолете двигатель выталкивает выхлопные газы, а выхлопные газы толкают двигатель вперед.

Эффективность двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания также называются тепловыми двигателями , поскольку они превращают теплоту взрыва в работу. Однако теплоту никогда нельзя полностью превратить в работу; всегда есть потери. Фактически, французский инженер Николя Леонард Сади Карно количественно определил теоретическое максимальное количество тепла, которое двигатель может превратить в работу. Теоретический максимум никогда не бывает 100%.

КПД тепловой машины по превращению тепла в работу зависит от разницы температур между резервуары . В тепловом двигателе мы говорим о горячем резервуаре и холодном резервуаре, при этом энергия всегда течет от горячего к холодному. Двигатель получает тепло от горячего резервуара, взрыва в камере сгорания, преобразует часть этого тепла в работу, а оставшееся тепло отдает в холодный резервуар, выхлопные газы. Тогда эффективность зависит от разницы между температурой горячего резервуара, представленного как Thot, и температурой холодного резервуара, представленного как Tcold. Отношения:

Идеальная эффективность = (Thot — Tcold)/Thot (Обратите внимание, что температура должна быть выражена в градусах Кельвина. )

Итак, если у вас есть камера сгорания на 500 K (эквивалент 227 C) с выхлопными газами на 300 K (эквивалент 27 C), идеальный КПД будет (500-300)/500, что составляет 40%. Этот идеальный КПД имеет решающее значение для целей проектирования и дает верхний предел того, какую работу может обеспечить определенный тепловой двигатель.

Резюме урока

В этом уроке вы узнали, что двигатель внутреннего сгорания всегда предполагает преобразование химической энергии топлива в механическую энергию. Двигатели внутреннего сгорания могут работать на прерывистом сгорании , процесс, который включает в себя толкание поршней, прикрепленных к коленчатым валам. Они также могут работать на непрерывном сгорании, когда горячий воздух с высокой скоростью принудительно выталкивается из двигателя, толкая двигатель вперед. Вы также узнали, что двигатель внутреннего сгорания никогда не может быть КПД на 100%. Эффективность ограничена разницей температур горячего и холодного резервуаров , а идеальный КПД двигателя можно рассчитать по формуле Идеальный КПД = (Thot — Tcold)/Thot (с температурой в Кельвинах).

Чтобы разблокировать этот урок, вы должны быть участником Study.com.

Создайте свою учетную запись

Зарегистрируйтесь для просмотра этого урока

Вы студент или преподаватель?

Разблокируйте свое образование

Убедитесь сами, почему 30 миллионов человек используют Study.com
Станьте участником Study.com и начните учиться прямо сейчас.

Стать участником

Уже являетесь участником? Войти

Назад

Ресурсы, созданные учителями для учителей

Более 30 000 видеоуроков
и учебные ресурсы‐все
в одном месте.

Видеоуроки

Тесты и рабочие листы

Интеграция в класс

Планы уроков

Я определенно рекомендую Study.com своим коллегам. Это как учитель взмахнул волшебной палочкой и сделал работу за меня. Я чувствую, что это спасательный круг.

Дженнифер Б.

Учитель

Попробуй это сейчас

Назад

Двигатель внутреннего сгорания | Encyclopedia.com

Обзор

Физики называют двигатель внутреннего сгорания «первичным двигателем», имея в виду, что он использует некоторую форму энергии (например, бензин) для перемещения объектов. Первые надежные двигатели внутреннего сгорания были разработаны в середине девятнадцатого века и почти сразу же стали использоваться на транспорте. Разработка двигателя внутреннего сгорания помогла освободить людей от тяжелейшего ручного труда, сделала возможным создание самолетов и других видов транспорта, а также произвела революцию в производстве электроэнергии.

Предыстория

В 1698 году Томас Савери (ок. 1650-1715), британский военный инженер, построил «Друг шахтера», устройство, которое использовало давление пара для откачки воды из затопленных шахт. Несколько лет спустя Томас Ньюкомен (1663–1729) расширил конструкцию Савери и создал первый настоящий двигатель. В двигателе Ньюкомена, в отличие от двигателя Христиана Гюйгенса (1629–1695) и Савери, использовался поршень, прикрепленный к самому двигателю. Таким образом, он мог производить постоянную (хотя и не плавную) мощность.

Три условия, существовавшие в девятнадцатом веке, способствовали развитию двигателя внутреннего сгорания. Главным условием был спрос на власть, предъявленный промышленной революцией. Во-вторых, физики начали понимать ключевые концепции, на которых построен двигатель внутреннего сгорания. В-третьих, топливо, необходимое для питания двигателя, становилось все более доступным.

Между 1700 и 1900 годами ученые разработали область термодинамики, которая дала изобретателям инструменты для расчета эффективности и выходной мощности различных типов двигателей. Эти расчеты показали, что внутренняя
двигатель внутреннего сгорания был потенциально гораздо более эффективным, чем паровой двигатель (который, напротив, был двигателем внешнего сгорания, что означает, что он воспламеняет топливо вне самого двигателя).

Самое важное событие в ранней истории двигателя внутреннего сгорания произошло в 1859 году в руках бельгийского изобретателя Жана-Жозефа Этьена Ленуара (1822-1900). Двигатель Ленуара был долговечным (некоторые из них отлично работали после 20 лет эксплуатации) и, что более важно, надежным. Ранние версии двигателя были низкого качества и без причины переставали работать. Двигатель Ленуара обеспечивал постоянную мощность и работал плавно. В 1862 году Ленуар изобрел первый в мире автомобиль.

В 1860-х годах Николаус Отто (1832-1891) начал экспериментировать с двухтактными двигателями Ленуара и теоретическими четырехтактными двигателями Альфонса Бо де Роша (1815-1893). Отто был продавцом продуктов; у него не было технического образования или опыта. В 1866 году Отто с помощью немецкого промышленника Ойгена Лангена (1833-1895) разработал успешный, но тяжелый и шумный двигатель Отто и Лангена. Он продолжал экспериментировать с двигателями. В 1876 году он выпустил «Silent Otto», первый в мире четырехтактный двигатель. Помимо того, что Silent Otto был тише, чем предыдущие двигатели, он также был намного более экономичным.

Двигатель Отто стал эталоном своего времени. Фактически, фундаментальная конструкция современных двигателей остается идентичной конструкции Отто. Как и предсказывала термодинамика, двигатель внутреннего сгорания был гораздо более экономичным, чем паровой двигатель. Двигатели внутреннего сгорания, которые были тише, дешевле в эксплуатации и менее громоздки, чем паровые двигатели, начали появляться на промышленных предприятиях по всей Северной Европе.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания мог использовать жидкое топливо, он должен сначала преобразовать жидкость в парообразное состояние. Следующей задачей для производителей двигателей было найти способ осуществить это изменение. Между 1880 и 19 гг.00, для выполнения этой задачи были изобретены различные процессы. Между 1885 и 1892 годами были разработаны три метода: карбюратор, испарение с помощью горячей лампы и дизельный двигатель.

В карбюраторе устройство, называемое карбюратором, смешивает воздух с парами жидкого топлива. Затем карбюратор подает смесь в двигатель. Искра или пламя внутри двигателя воспламеняют смесь. Это функция карбюратора в современных автомобилях. Для сравнения, двигатель с горячей колбой распылял бензин на горячую поверхность рядом с цилиндром, а затем втягивал испаряющееся топливо в двигатель в виде пара. С двигателем с горячей колбой можно было использовать менее летучее топливо, такое как керосин. Третий метод — дизельный двигатель сжатия. Вместо использования внешнего источника тепла для воспламенения газа, как в первых двух методах, немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1919 гг.13) изобрел процесс, при котором газ воспламеняется сам. Дизель хорошо разбирался в математике и естественных науках и знал, что при сжатии газа его температура повышается до такой степени, что топливо воспламеняется.

Impact

На рубеже веков двигатели внутреннего сгорания стали неотъемлемой частью жизни на Западе. Промышленные предприятия по всей Европе и Америке широко использовали их, и открылись ворота для крупномасштабного производства автомобилей 1900-х годов.

В области транспорта бензиновый двигатель внутреннего сгорания и его варианты (прежде всего дизельный двигатель) адаптированы для использования в путешествиях морским, наземным и воздушным транспортом. В море большое количество небольших кораблей были и продолжают работать с дизельными двигателями, ускоряя перемещение людей и товаров между любыми местами, связанными водой. Это помогло сделать торговлю более быстрой и менее дорогой. Сочетание морских перевозок с более эффективными наземными перевозками грузов делает эти преимущества еще более значительными. В свою очередь, расширение торговли, как правило, ведет к большему процветанию и более высокому уровню жизни для обеих сторон, не говоря уже о создании новых рабочих мест.

Самолеты также обязаны своим появлением бензиновому двигателю. Многие изобретатели пытались летать с двигателем в конце девятнадцатого века, но только когда стали доступны легкие и мощные бензиновые двигатели, авиация была создана. Фактически, бензиновые двигатели доминировали в авиации в первой половине двадцатого века и даже сегодня играют важную роль в частной, коммерческой и военной авиации.

Также следует учитывать воздействие на сельское хозяйство и производство продуктов питания. Тракторы и другое современное сельскохозяйственное оборудование, обычно работающее на дизельных или бензиновых двигателях, играют значительную роль в обеспечении изобилия продовольствия в развитых странах и в некоторых частях развивающихся стран. Использование тракторов для обработки почвы, посадки и сбора урожая, а также для буксировки тяжелых грузов помогло увеличить урожайность.
количество земли, которое может обработать один фермер, а также увеличение урожайности с гектара. Это двойное повышение эффективности отдельных фермеров приводит к увеличению количества продовольствия по более низким ценам. В развитом мире это означает не только больше и дешевле еды, доступной для его граждан, но и больше еды, доступной для экспорта во все страны.

Как упоминалось ранее, дизельный двигатель является продуктом двигателя внутреннего сгорания. Дизельные двигатели мощнее, требуют меньше обслуживания и потребляют меньше топлива высокой степени очистки, чем бензиновые двигатели. Эти факторы делают их менее дорогими, и они стали предпочтительным двигателем для железнодорожных перевозок, больших лодок и небольших кораблей, а также грузовиков. Дизельные двигатели также широко используются для производства электроэнергии, особенно в качестве аварийных источников питания для таких объектов, как больницы и атомные электростанции. В обоих случаях дизельные двигатели зарекомендовали себя как надежные и недорогие в обслуживании и эксплуатации.

Последнее воздействие, которое необходимо обсудить, — это воздействие двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду. Все двигатели внутреннего сгорания работают за счет сжигания той или иной формы углеводорода и выпуска выхлопных газов. Эти углеводороды обычно получают из нефти и сгорают с образованием двуокиси углерода, монооксида углерода и воды. Хотя были разработаны водородные двигатели, которые сжигают водород и производят водяной пар в качестве выхлопного газа, на момент написания этой статьи они были редкостью.

С точки зрения топлива запасы нефти конечны, и их становится все труднее обнаруживать и извлекать. Процесс добычи неизменно приводит к некоторому воздействию на окружающую среду не только на месте бурения, но и на пути транспортировки. Поскольку большая часть нефти добывается в регионах, удаленных от нефтеперерабатывающих заводов и промышленных стран, большая ее часть транспортируется океанскими танкерами, которые иногда вызывают разливы с потенциально серьезными последствиями.

При сгорании в двигателях углеводородное топливо выделяет много газов, большая часть которых способствует загрязнению воздуха. До запрета в Соединенных Штатах многие виды топлива также содержали соединения свинца, которые приводили к случаям отравления свинцом. Однако даже без свинца двуокись углерода, первичный выхлопной газ сгорания, по-видимому, производится в достаточно больших количествах, поэтому было отмечено глобальное повышение уровня в атмосфере. Поскольку известно, что углекислый газ помогает улавливать солнечное тепло, существует множество предположений о том, что широкое использование двигателей внутреннего сгорания вызывает повышение температуры во всем мире с потенциально катастрофическими последствиями. Однако следует подчеркнуть, что данные, которые были интерпретированы, чтобы показать глобальное потепление, могут быть прочитаны по-разному, и не все ученые верят, что глобальное потепление действительно происходит. Кроме того, необходимо помнить, что на протяжении большей части истории Земли температуры были намного выше, чем в настоящее время. Таким образом, даже если происходит глобальное потепление, оно может быть вызвано или не связано со сжиганием ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания.

ТОДД ДЖЕНСЕН И
П. ЭНДРЮ КАРАМ

Дополнительная литература

Комбс, Гарри. Убить Девил Хилл. Бостон: Houghton Mifflin Company, 1979.

Харденберг, Хорст О. Средневековье двигателя внутреннего сгорания, 1794–1886 гг. Детройт: Общество автомобильных инженеров, 1999.

Робертс, Питер. Ветераны и ретроавтомобили. London: Drury House, 1967.

Наука и ее времена: понимание социальной значимости научных открытий

Двигатели внутреннего сгорания, Разработки в

Первичная литература

  1. Cummins C Jr (1976) Ранние двигатели внутреннего сгорания и автомобильные двигатели. SAE Trans 85 (документ SAE № 760604): 1960–1971

    Google Scholar

  2. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 9

    Google Scholar

  3. Хейвуд Дж. (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 10

    Google Scholar

  4. Automot Eng Int (январь 2010 г.), 118(1):47. http://www. sae.org/automag/

  5. Brown W (1967) Методы оценки требований и ошибок при измерении давления в баллонах. SAE Trans 76 (документ SAE № 670008): 50–71

    Google Scholar

  6. Lancaster D, Krieger R, Lienesch J (1975) Измерение и анализ данных о давлении в двигателе. SAE Trans 84 (документ SAE № 750026): 155–172

    Google Scholar

  7. Рэндольф А. (1990) Методы обработки сигналов датчика давления в цилиндре для обеспечения максимальной точности данных. Пассажирские автомобили SAE Trans J 99 (документ SAE №

    0): 191–200

    Google Scholar

  8. Куратле Р., Марки Б. (1992) Влияющие параметры и источники ошибок при индикации двигателей внутреннего сгорания. SAE Trans – J Engines 101 (документ SAE № 920233): 295–303

    Google Scholar

  9. «>

    Дэвис Р., Паттерсон Г. (2006) Проверка качества данных о давлении в цилиндрах и процедуры для обеспечения максимальной точности данных. Документ SAE № 2006-01-1346

    Google Scholar

  10. Аманн С (1983) Перспективы диагностики поршневых двигателей без лазеров. Prog Energy Combust Sci 9:239–267

    CrossRef

    Google Scholar

  11. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 56–57

    Google Scholar

  12. Томпкинс Б., Эскивель Дж., Джейкобс Т. (2009) Анализ рабочих параметров дизельного двигателя средней мощности, работающего на биодизельном топливе. Документ SAE № 2009-01-0481

    Google Scholar

  13. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 217

    Google Scholar

  14. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 154

    Google Scholar

  15. Лаук Ф., Уехара О., Майерс П. (1963) Инженерная оценка устройств преобразования энергии. SAE Trans 71 (документ SAE № 630446): 41–50

    Google Scholar

  16. Фостер Д., Майерс П. (1984) Выдерживают ли бумажные двигатели жару? SAE Trans 93 (документ SAE № 840911): 4,491–4,502

    Google Scholar

  17. The K, Miller S, Edwards C (2008) Термодинамические требования для максимальной эффективности цикла двигателя внутреннего сгорания, Часть 1: оптимальная стратегия сгорания. Int J Engine Res 9:449–465

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  18. «>

    Карно NLS (1824 г.) Размышления о движущей силе тепла (Перевод и изд.: Thurston RH), 2-е изд. (1897 г.). Уайли, Нью-Йорк

    Google Scholar

  19. Боргнакке К., Зоннтаг Р. (2009) Основы термодинамики. Уайли, Нью-Йорк, стр. 497

    Google Scholar

  20. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 177

    Google Scholar

  21. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 163

    Google Scholar

  22. Эдсон М. (1964) Влияние степени сжатия и диссоциации на тепловую эффективность двигателя с идеальным циклом вращения, Цифровые расчеты циклов двигателя. SAE, Уоррендейл, стр. 49–64

    Google Scholar

  23. «>

    Westbrook C, Dryer F (1984) Химико-кинетическое моделирование горения углеводородов. Prog Energy Combust Sci 10:1–57

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  24. Оликара С., Борман Г. (1975) Компьютерная программа для расчета свойств равновесных продуктов сгорания с некоторыми приложениями двигателей внутреннего сгорания. Документ SAE № 750468

    Google Scholar

  25. Lavoie G, Heywood J, Keck J (1970) Экспериментальное и теоретическое исследование образования оксида азота в двигателях внутреннего сгорания. Combust Sci Technol 1:313–326

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  26. Bowman C (1975) Кинетика образования и разрушения загрязняющих веществ при горении. Prog Energy Combust Sci 1:33–45

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  27. «>

    Миллер Дж., Боумен С. (1989) Механизм и моделирование химии азота при горении. Prog Energy Combust Sci 15:287–338

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  28. Turns S (1995) Понимание образования NO x в пламени без предварительного смешения: эксперименты и моделирование. Prog Energy Combust Sci 21:361–385

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  29. Dean A, Bozzelli J (2000) In: Gardiner WC Jr (ed) Химия горения азота в химии газофазного горения. Springer, Нью-Йорк, стр. 125–341

    CrossRef

    Google Scholar

  30. McBride B, Gordon S (1992) Компьютерная программа для расчета и подбора термодинамических функций. Отчет НАСА № RP-1271

    Google Scholar

  31. Svehla R (1995) Транспортные коэффициенты для программы химического равновесия Льюиса НАСА. Отчет НАСА № TM-4647

    Google Scholar

  32. Gordon S, McBride B (1999) Термодинамические данные до 20000K для одноатомных газов. Отчет НАСА № TP-1999-208523

    Google Scholar

  33. McBride B, Gordon S, Reno M (2001) Термодинамические данные для пятидесяти эталонных элементов. Отчет НАСА № TP-3287/Rev.1

    Google Scholar

  34. McBride B, Zehe M, Gordon S (2002) CAP: компьютерный код для создания табличных термодинамических функций из коэффициентов Льюиса НАСА. Отчет НАСА № TP-2001-210959-Rev1

    Google Scholar

  35. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 136–137

    Google Scholar

  36. «>

    Stull D, Prophet H (1971) Термохимические таблицы JANAF, NSRDS-NBS 37. http://www.nist.gov/data/nsrds/NSRDS-NBS37.pdf. По состоянию на 5 июля 2010 г.

  37. Кинан Дж. (1951) Доступность и необратимость в термодинамике. Br J Appl Phys 2:183–192

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  38. Эдсон М., Тейлор С. (1964) Пределы производительности двигателя – сравнение фактических и теоретических циклов. В: Цифровые расчеты циклов двигателя SAE, стр. 65–81

    .
    Google Scholar

  39. Стрэндж Ф (1964) Анализ идеального цикла Отто, включая эффекты теплопередачи, конечную скорость сгорания, химическую диссоциацию и механические потери. В: Цифровые расчеты циклов двигателя SAE, стр. 92–105

    .
    Google Scholar

  40. Паттерсон Д., Ван Вилен Г. (1964) Цифровое компьютерное моделирование циклов двигателя с искровым зажиганием. В: Цифровые расчеты циклов двигателя SAE, стр. 82–91

    .
    Google Scholar

  41. Woschni G (1967) Универсально применимое уравнение для мгновенного коэффициента теплопередачи в двигателе внутреннего сгорания. SAE Trans 76 (документ SAE № 670931): 3065–3083

    Google Scholar

  42. Hohenberg G (1979) Передовые подходы к расчету теплопередачи. SAE Trans 88 (документ SAE № 7

  43. ): 2788–2806

    Google Scholar

  44. Борман Г., Нишиваки К. (1987) Теплопередача двигателя внутреннего сгорания. Prog Energy Combust Sci 13:1–46

    CrossRef

    Google Scholar

  45. Heywood J, Higgins J, Watts P, Tabaczynski R (1979) Разработка и использование моделирования цикла для прогнозирования эффективности двигателя SI и выбросов NO x . Документ SAE № 7

    Google Scholar

  46. Sandoval D, Heywood J (2003) Усовершенствованная модель трения для двигателей с искровым зажиганием. Двигатели SAE Trans J 112 (документ SAE № 2003-01-0725): 1041–1052

    Google Scholar

  47. Блумберг П., Лавуа Г., Табачински Р. (1979) Феноменологические модели поршневых двигателей внутреннего сгорания. Prog Energy Combust Sci 5:123–167

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  48. Ассанис Д., Хейвуд Дж. (1986) Разработка и использование компьютерного моделирования дизельной системы с турбокомпрессором для изучения производительности двигателя и теплообмена компонентов. САЭ Транс 95 (документ SAE № 860329): 2,451–2,476

    Google Scholar

  49. Филипи З. , Ассанис Д. (1991) Квазимерное компьютерное моделирование двигателя с искровым зажиганием с турбонаддувом и его использование для исследований совместимости 2- и 4-клапанных двигателей. Двигатели SAE Trans J 100 (документ SAE №

  50. 5): 52–68

    Google Scholar

  51. Kamimoto T, Kobayashi H (1991) Процессы сгорания в дизельных двигателях. Prog Energy Combust Sci 17: 163–189

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  52. Reitz R, Rutland C (1995) Разработка и тестирование моделей CFD дизельного двигателя. Prog Energy Combust Sci 21:173–196

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  53. Caton J (2003) Влияние параметров скорости горения на выбросы оксида азота для двигателя с искровым зажиганием: результаты трехзонного термодинамического моделирования. Документ SAE № 2003-01-0720

    Google Scholar

  54. «>

    Caton J (2000) Обзор исследований с использованием второго закона термодинамики для изучения двигателей внутреннего сгорания. Двигатели SAE Trans J 109 (документ SAE № 2000-01-1081): 1252–1266

    Google Scholar

  55. Rakopoulos C, Giakumis E (2006) Анализ второго закона применительно к работе двигателей внутреннего сгорания. Prog Energy Combust Sci 32:2–47

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  56. Shyani R, Caton J (2009) Термодинамический анализ использования рециркуляции выхлопных газов в двигателях с искровым зажиганием, включая второй закон термодинамики. Proc Inst Mech Eng Part D: J Automobile Eng 223:131–149

    Google Scholar

  57. Dunbar W, Lior N (1994) Источники необратимости горения. Технологии горения 103:41–61

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  58. «>

    Сом С., Датта А. (2008) Термодинамическая необратимость и эксергетический баланс в процессах горения. Prog Energy Combust Sci 34:351–376

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  59. Caton J (2000) О нарушении работоспособности (эксергии) из-за процессов сгорания – с особым применением к двигателям внутреннего сгорания. Энергия 25:1097–1117

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  60. Кинан Дж. (1941) Термодинамика. Уайли, Нью-Йорк, стр. 269

    Google Scholar

  61. Оберт Э. (1970) Двигатели внутреннего сгорания, 3-е изд. International Textbook Company, Скрэнтон, стр. 459

    Google Scholar

  62. Патравала К., Катон Дж. (2008). Возможные процессы «обратимого» сгорания применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания. В: Материалы технического собрания 2008 г. секции центральных штатов Института горения, Таскалуса 9.0007

    Google Scholar

  63. Diesel R (1897) Рациональный тепловой двигатель Дизеля. Лекция, прочитанная на общем собрании общества в Касселе 16 июня 1897 г. Оригинал опубликован в Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (перевод: Leupold R). Progressive Age, Нью-Йорк (перепечатано)

    Google Scholar

  64. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 39.1

    Google Scholar

  65. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 390

    Google Scholar

  66. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 374

    Google Scholar

  67. Lyn W (1963) Исследование скорости горения и характера сгорания в дизельных двигателях. Прок Возгорание Инст 9:1069–1082

    Google Scholar

  68. Плее С., Ахмад Т. (1983) Относительная роль предварительного смешения и диффузионного сжигания в дизельном топливе. SAE Trans 92 (документ SAE № 831733): 4,892–4,909

    Google Scholar

  69. Ricardo H (1941) Высокоскоростной двигатель внутреннего сгорания (Rev: Glyde HS), 3-е изд. Издательство Interscience, Нью-Йорк

    Google Scholar

  70. Ладомматос Н., Абдельхалим С., Чжао Х., Ху З. (1998) Влияние рециркуляции отработавших газов на тепловыделение при сгорании дизельного топлива. Документ SAE № 980184

    Google Scholar

  71. «>

    Мегердичян М., Уотсон Н. (1978) Прогнозирование смесеобразования и выделения тепла в дизельных двигателях. Документ SAE № 780225

    Google Scholar

  72. Lyn W, Valdmanis E (1968) Влияние физических факторов на задержку воспламенения. Документ SAE № 680102

    Google Scholar

  73. Камимото Т., Аояги Ю., Мацуи Ю., Мацуока С. (1981) Влияние некоторых параметров двигателя на измеренные скорости захвата воздуха и выделения тепла в дизельном двигателе с прямым впрыском. SAE Trans 89 (документ SAE № 800253): 1163–1174

    Google Scholar

  74. Дент Дж., Мехта П., Свон Дж. (1982) Прогностическая модель производительности автомобильного дизельного двигателя с прямым впрыском и выбросов дыма. Доклад представлен на международной конференции по дизельным двигателям для легковых и малотоннажных автомобилей. Институт инженеров-механиков, Лондон. Документ IMECE № C126/82

    Google Scholar

  75. Биндер К., Хилбургер В. (1981) Влияние относительного движения воздуха и паров топлива на процессы смесеобразования дизельного двигателя с непосредственным впрыском. SAE Trans 90 (документ SAE № 810831): 2540–2555

    Google Scholar

  76. Dec J (1997) Концептуальная модель сгорания дизельного топлива с непосредственным впрыском на основе лазерной визуализации. Двигатели SAE Trans J 106 (документ SAE № 970873):1319–1348

    Google Scholar

  77. Флинн П., Дарретт Р., Хантер Г., Цур Лойе А., Акиниеми О., Дек Дж., Уэстбрук С. (1999) Сгорание дизельного топлива: интегрированный взгляд, сочетающий лазерную диагностику, химическую кинетику и эмпирическую проверку. Двигатели SAE Trans J 108 (документ SAE № 1999-01-0509): 587–600

    Google Scholar

  78. «>

    Chigier N (1975) Образование и разрушение загрязняющих веществ в пламени – Введение. Prog Energy Combust Sci 1:3–15

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  79. Белтцер М. (1976) Несульфатные выбросы твердых частиц от автомобилей с катализаторами. SAE Trans 85 (документ SAE № 760038): 198–208

    Google Scholar

  80. Хатри Н., Джонсон Дж., Ледди Д. (1978) Характеристика углеводородной и сульфатной фракций дизельных твердых частиц. SAE Trans 87 (документ SAE № 780111): 469–492

    Google Scholar

  81. Хофферт М., Калдейра К., Бенфорд Г., Крисуэлл Д., Грин К., Херцог Х., Джейн А., Хешги Х., Лакнер К., Льюис Дж., Лайтфут Х., Манхеймер В., Манкинс Дж., Мауэль М., Перкинс Л., Шлезингер М., Волк Т., Вигли Т. (2002) Пути передовых технологий к глобальной стабильности климата: энергия для парниковой планеты. Science 298:981–987

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  82. Ghoniem A (2011) Потребности, ресурсы и изменение климата: чистые и эффективные технологии преобразования. Prog Energy Combustion Sci 37:15–51

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  83. Henein N (1976) Анализ образования и контроля загрязняющих веществ и экономии топлива в дизельных двигателях. Prog Energy Combust Sci 1:165–207

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  84. Хааген-Смит А, Фокс М (1955) Автомобильные выхлопы и образование озона. SAE Trans 63 (документ SAE № 550277): 575–580

    CAS

    Google Scholar

  85. Huls T, Nickol H (1967) Влияние параметров двигателя на концентрацию оксидов азота в выхлопных газах многоцилиндрового двигателя. Документ SAE № 670482

    Google Scholar

  86. Старкман Э., Стюарт Х., Звонов В. (1969) Исследование образования и модификации прекурсоров выхлопных газов. Документ SAE № 6

    Google Scholar

  87. Хеймс Р., Меррион Д., Форд Х. (1971) Некоторое влияние параметров системы впрыска топлива на выбросы выхлопных газов дизельных двигателей. Документ SAE № 710671

    Google Scholar

  88. Khan I, Greeves G, Wang C (1973) Факторы, влияющие на выбросы дыма и газов из двигателей с непосредственным впрыском, и метод расчета. SAE Trans 82 (документ SAE № 730169):687–709

    Google Scholar

  89. Yu R, Shahed S (1981) Влияние момента впрыска и рециркуляции отработавших газов на выбросы от двигателя D. I. дизель. SAE Trans 90 (документ SAE № 811234): 3873–3883

    Google Scholar

  90. Newhall H (1967) Контроль оксидов азота путем рециркуляции выхлопных газов, предварительное теоретическое исследование. SAE Trans 76 (документ SAE № 670495): 1820–1836

    Google Scholar

  91. Benson J, Stebar R (1971) Влияние разбавления заряда на выбросы оксида азота одноцилиндровым двигателем. SAE Trans 80 (документ SAE № 710008): 7–19

    Google Scholar

  92. Komiyama K, Heywood J (1973) Прогнозирование выбросов NO x и эффектов рециркуляции выхлопных газов в двигателях с искровым зажиганием. SAE Trans 82 (документ SAE № 730475): 1458–1476

    Google Scholar

  93. McEnally C, Pfefferle L, Atakan B, Kohse-Hoinghaus K (2006) Исследования механизмов образования ароматических углеводородов в пламени: продвижение к закрытию топливного зазора. Prog Energy Combust Sci 32:247–294

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  94. Cheng W, Hamrin D, Heywood J, Hochgreb S, Min K, Norris M (1993) Обзор механизмов выбросов углеводородов в двигателях с искровым зажиганием. SAE Trans J Fuels Lubricants 102 (документ SAE № 932708):1207–1220

    Google Scholar

  95. Хенейн Н., Тагомори М. (1999) Выбросы углеводородов при холодном пуске бензиновых двигателей с впрыском через порт. Prog Energy Combust Sci 25:563–593

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  96. Alkidas A (1999) Трещины в камере сгорания: основной источник выбросов углеводородов при выключенном двигателе в условиях полного прогрева. Prog Energy Combust Sci 25: 253–273

    Перекрёстная ссылка
    КАС

    Google Scholar

  97. «>

    Haynes B, Wagner H (1981) Образование сажи. Prog Energy Combust Sci 7:229–273

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  98. Smith O (1981) Основы образования сажи в пламени применительно к выбросам твердых частиц дизельных двигателей. Prog Energy Combust Sci 7:275–291

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  99. Кеннеди I (1997) Модели образования и окисления сажи. Prog Energy Combust Sci 23:95–132

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  100. Richter H, Howard J (2000) Образование полициклических ароматических углеводородов и их превращение в сажу – обзор путей химических реакций. Prog Energy Combust Sci 26:565–608

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  101. Три Д., Свенссон К. (2007) Процессы сажи в двигателях с воспламенением от сжатия. Prog Energy Combust Sci 33:272–309

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  102. Хассанин А., Сэмюэл С., Морри Д., Гонсалес-Оропеза Р. (2009) Влияние физических и химических параметров на характеристики наноразмерных частиц в двигателе с искровым зажиганием. Документ SAE № 2009-01-2651

    Google Scholar

  103. Ericsson P, Samson A (2009) Характеристика выбросов твердых частиц, распространяющихся в выхлопной линии двигателей с искровым зажиганием. Документ SAE № 2009-01-2654

    Google Scholar

  104. Хан И. (1969–1970) Образование и горение углерода в дизельном двигателе. Proc Inst Mech Eng 184 (3J): 36–43

    Google Scholar

  105. «>

    Ахмад Т., Пле С., Майерс Дж. (1982) Температура диффузионного пламени – ее влияние на выбросы дизельных частиц и углеводородов. Доклад представлен на международной конференции по дизельным двигателям для легковых и малотоннажных автомобилей. Институт инженеров-механиков, Лондон. Документ IMECE № C101/82

    Google Scholar

  106. Kummer J (1980) Катализаторы для контроля выбросов автомобилей. Prog Energy Combust Sci 6:177–199

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  107. Колцакис Г., Стамателос А. (1997) Каталитическая обработка выхлопных газов автомобилей. Prog Energy Combust Sci 23:1–39

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  108. Johnson T (2010) Обзор контроля выбросов дизельных двигателей. SAE Int J Fuels Lubricants 2 (документ SAE № 2009-01-0121): 1–12

    Google Scholar

  109. «>

    Taylor C (1985) Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике, Том 2: Сгорание, топливо, материалы, конструкция (пересмотренное издание). The MIT Press, Кембридж, Массачусетс, стр. 21–23

    Google Scholar

  110. Taylor C (1985) Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике, Том 2: Сгорание, топливо, материалы, конструкция (пересмотренное издание). The MIT Press, Кембридж, Массачусетс, стр. 50

    Google Scholar

  111. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 4–5

    Google Scholar

  112. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 475

    Google Scholar

  113. Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 217–220

    Google Scholar

  114. Clenci A, Descombes G, Podevin P, Hara V (2007) Некоторые аспекты, касающиеся сочетания уменьшения размеров с турбонаддувом, переменной степенью сжатия и регулируемым подъемом впускного клапана. Proc Inst Mech Eng DJ Automobile Eng 221: 1287–1294

    Перекрёстная ссылка

    Google Scholar

  115. Van Nieuwstadt M, Kolmanovsky I, Morael P (2000) Координированное управление EGR-VGT для дизельных двигателей: экспериментальное сравнение. SAE Trans – J Engines 109 (документ SAE № 2000-01-0266): 238–249

    Google Scholar

  116. Арнольд С., Слупски К., Гроскрейц М., Врбас Г., Кэдл Р., Шахед С. (2011) Передовые технологии турбонаддува для дизельных двигателей большой мощности. Двигатели SAE Trans J 110 (документ SAE № 2001-01-3260): 2048–2055

    Google Scholar

  117. «>

    Кессель Дж., Шаффнит Дж., Шмидт М. (1998) Моделирование в реальном времени турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины (VGT). Документ SAE № 980770

    Google Scholar

  118. Хоули Дж., Уоллес Ф., Пиз А., Кокс А., Хоррокс Р., Берд Г. (1997) Сравнение турбонаддува с изменяемой геометрией (VGT) и обычных машин с перепускным клапаном для достижения более низких выбросов. В: Конференция IMechE autotech, Бирмингем, Великобритания, стр. 245–259.(Публикация семинара IMechE: Автомобильные двигатели и силовые агрегаты, документ № C524/070/97)

    Google Scholar

  119. Hawley J, Wallace F, Cox A, Horrocks R, Bird G (1999) Снижение уровней NO x в установившемся режиме в автомобильном дизельном двигателе с использованием оптимизированных графиков VGT/EGR. Двигатели SAE Trans J 108 (документ SAE № 1999-01-0835): 1172–1184

    Google Scholar

  120. «>

    Танин К., Викман Д., Монтгомери Д., Дас С., Рейц Р. (1999) Влияние давления наддува на выбросы и расход топлива тяжелого одноцилиндрового дизельного двигателя с прямым впрыском. Двигатели SAE Trans J 108 (документ SAE № 1999-01-0840): 1198–1219

    Google Scholar

  121. Кук Дж., Сун Дж., Бакленд Дж., Колмановский И., Пэн Х., Гриззл Дж. (2006) Управление автомобильной трансмиссией — обзор. Азиатский контроль J 8(3):237–260

    CrossRef

    Google Scholar

  122. Лейтгоеб Р., Хенцингер Ф., Фюрхаптер А., Гшвайтль К., Зрим А. (2003) Оптимизация новых передовых систем сжигания с использованием управления горением в реальном времени. Документ SAE № 2003-01-1053

    Google Scholar

  123. Corti E, Moro D, Solieri L (2007) Оценка параметров IMEP и ROHR в режиме реального времени. Документ SAE № 2007-24-0068

    Google Scholar

  124. Леонхардт С., Мюллер Н., Изерманн Р. (1999) Методы контроля и управления двигателем на основе информации о давлении в цилиндрах. IEEE/ASME Trans Mechatron 4(3):235–245

    CrossRef

    Google Scholar

  125. Yoon M, Chung N, Lee M, Sunwoo M (2009) Контурный симулятор дизельного двигателя с общей топливной рампой для управления по давлению в цилиндре. Proc Inst Mech Eng D J Automobile Eng 223:355–373

    CrossRef

    Google Scholar

  126. Турин Р., Чжан Р., Чанг М. (2008) Систематическое проектирование управления двигателем на основе моделей. SAE Int J Passenger Cars Electron Electr Syst 1 (документ SAE № 2008-01-0994): 413–424

    Google Scholar

  127. «>

    Caton J (2008) Результаты моделирования циклов двигателя, влияющих на характеристики двигателя. J Eng Gas Turbines Power 130(5):052809-1–052809-7

    CrossRef

    Google Scholar

  128. Вирбелейт Ф., Биндер К., Гвиннер Д. (1990) Разработка поршней с переменной высотой сжатия для повышения эффективности и удельной выходной мощности двигателей внутреннего сгорания. Двигатели SAE Trans J 99 (документ SAE №

    9): 543–557

    Google Scholar

  129. Сугияма Т., Хиёси Р., Такемура С., Аояма С. (2007) Технология улучшения характеристик двигателя с использованием регулируемых механизмов. Двигатели SAE Trans J 116 (документ SAE № 2007-01-1290):803–812

    Google Scholar

  130. Боггс Д., Гилберт Х., Шехтер М. (1995) Двигатель с циклом Отто-Аткинсона: результаты экономии топлива и выбросов, а также конструкция оборудования. Двигатели SAE Trans J 104 (документ SAE № 950089): 220–232

    Google Scholar

  131. Леоне Т., Позар М. (2001 г.) Преимущество отключения цилиндров в экономии топлива – чувствительность к применению транспортного средства и эксплуатационным ограничениям. SAE Trans J Fuels Lubricants 110 (документ SAE № 2001-01-3591):2039–2044

    Google Scholar

  132. Серый C (1988 г.) Обзор системы изменения фаз газораспределения двигателя. Двигатели SAE Trans J 97 (документ SAE № 880386): 6,631–6,641

    Google Scholar

  133. Пайри Ф., Десантес Дж., Корбераан Дж. (1988) Исследование характеристик двигателя SI, включающего систему изменения фаз газораспределения с гидравлическим управлением. Двигатели SAE Trans J 97 (документ SAE № 880604): 6.1133–6.1145

    Google Scholar

  134. «>

    Ma T (1988) Влияние изменения фаз газораспределения двигателя на экономию топлива. Двигатели SAE Trans J 97 (документ SAE № 880390): 6,665–6,672

    Google Scholar

  135. Мичем Г. (1970) Изменяемая синхронизация кулачка как инструмент контроля выбросов. SAE Trans 79 (документ SAE № 700673): 2127–2144

    Google Scholar

  136. Tuttle J (1980 г.) Управление нагрузкой двигателя посредством позднего закрытия впускного клапана. SAE Trans 89 (документ SAE № 800794): 2429–2441

    Google Scholar

  137. Stobart R, Wijewardane A, Allen C (2010) Возможности использования термоэлектрических устройств в пассажирских транспортных средствах. Документ SAE № 2010-01-0833

    Google Scholar

  138. Паттерсон А. , Тетт Р., Макгуайр Дж. (2009 г.) Рекуперация тепла выхлопных газов с помощью электротурбогенераторов. Документ SAE № 2009-01-1604

    Google Scholar

  139. Шринивасан К., Маго П., Зданюк Г., Чамра Л., Мидкифф К. (2008 г.) Повышение эффективности двигателя с усовершенствованным впрыском топлива на природном газе с низким пилотным зажиганием с использованием органических циклов Ренкина. ASME J Energy Resour Technol 130:022201-1–022201-7

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  140. Goldsmid H (1960) Принципы термоэлектрических устройств. Br J Appl Phys 11: 209–217

    CrossRef

    Google Scholar

  141. Hussain Q, Brigham D, Maranville C (2010) Термоэлектрическая рекуперация тепла выхлопных газов для гибридных автомобилей. Двигатели SAE Int J 2:1 (документ SAE № 2009-01-1327): 1132–1142

    Google Scholar

  142. «>

    Барбер Э., Рейнольдс Б., Тирни В. (1951) Устранение детонации при сжигании ~ процесс сгорания Texaco. SAE Trans 59 (документ SAE № 510173): 26–38

    Google Scholar

  143. Davis C, Barber E, Mitchell E (1961) Впрыск топлива и принудительное зажигание ~ Основа повышения эффективности и экономичности. SAE Trans 69 (документ SAE № 610012): 120–131

    Google Scholar

  144. Митчелл Э., Кобб Дж., Фрост Р. (1968) Проектирование и оценка многотопливного военного двигателя с послойным зарядом. SAE Trans 77 (документ SAE № 680042): 118–131

    Google Scholar

  145. Alperstein M, Schafer G, Villforth F III (1974) Двигатель Texaco с послойным зарядом – многотопливный, эффективный, чистый и практичный. Документ SAE № 740563

    Google Scholar

  146. «>

    Пишингер Ф., Шмидт Г. (1978) Экспериментальные и теоретические исследования двигателя с расслоенным зарядом и непосредственным впрыском топлива. Документ SAE № 785038

    Google Scholar

  147. Хираки Х., Райф Дж. (1980) Производительность и № x модель двигателя с послойным наддувом и непосредственным впрыском. SAE Trans 89 (документ SAE № 800050): 336–356

    Google Scholar

  148. Ullman T, Hare C, Baines T (1982) Выбросы от тяжелых двигателей с непосредственным впрыском, работающих на метаноле (один с двойным впрыском и один с искровым зажиганием) и сопоставимого дизельного двигателя. САЭ Транс 91 (документ SAE № 820966): 3154–3170

    Google Scholar

  149. Джованетти А., Экчиан Дж., Хейвуд Дж., Форт Э. (1983) Анализ механизмов выброса углеводородов в двигателе с искровым зажиганием и непосредственным впрыском. SAE Trans 92 (документ SAE № 830587): 2,925–2,947

    Google Scholar

  150. Като С., Ониши С. (1988) Новая технология смесеобразования в двигателе SI с послойным впрыском топлива (ОСКА) ~ Результат испытаний с бензиновым топливом. Двигатели SAE Trans J 97 (документ SAE № 881241): 6.1497–6.1504

    Google Scholar

  151. Ониши С., Джо С., Шода К., Джо П., Като С. (1979) Активное термоатмосферное сгорание (ATAC) ~ Новый процесс сгорания для двигателей внутреннего сгорания. SAE Trans 88 (документ SAE № 7

  152. ): 1851–1860

    Google Scholar

  153. Найт П., Фостер Д. (1983) Горение гомогенного заряда с воспламенением от сжатия. САЭ Транс 92 (документ SAE № 830264): 1,964–1,979

    Google Scholar

  154. Мартинес-Фриас Дж. , Асевес С., Флауэрс Д., Смит Дж., Диббл Р. (2000) Управление двигателем HCCI с помощью управления температурой. SAE Trans J Fuels Lubricants 109 (документ SAE № 2000-01-2869): 2646–2655

    Google Scholar

  155. Лоу Д., Кемп Д., Аллен Дж., Киркпатрик Г., Копланд Т. (2001) Управляемое сгорание в двигателе внутреннего сгорания с полностью регулируемым клапанным механизмом. Двигатели SAE Trans J 110 (документ SAE № 2001-01-0251): 192–198

    Google Scholar

  156. Раузен Д., Стефанопулу А., Канг Дж., Энг Дж., Куо Т. (2005) Модель среднего значения для управления двигателями с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI). J Dyn Syst Meas Contr 127:355–362

    CrossRef

    Google Scholar

  157. Шейвер Г., Гердес Дж., Роэль М., Катон П., Эдвардс С. (2005) Динамическое моделирование двигателей с воспламенением от сжатия с однородным зарядом и регулируемым клапаном. J Dyn Syst Meas Contr 127: 374–381

    Перекрёстная ссылка

    Google Scholar

  158. Бенгтссон Дж., Странд П., Йоханссон Р., Тунестал П., Йоханссон Б. (2006) Многоканальное управление мощным двигателем HCCI с использованием регулируемого срабатывания клапана и прогнозирующего управления с помощью модели. Документ SAE № 2006-01-0873

    Google Scholar

  159. Chiang C, Stefanopoulou A (2009) Анализ чувствительности момента сгорания в бензиновых двигателях с воспламенением от сжатия с однородным зарядом. J Dyn Syst Meas Contr 131:014506-1–014506-5

    Перекрёстная ссылка

    Google Scholar

  160. Фиш А., Рид И., Аффлек В., Хаскелл В. (1969) Контролирующая роль холодного пламени в двухступенчатом воспламенении. Горящее пламя 13:39–49

    CrossRef
    КАС

    Google Scholar

  161. «>

    Takeda Y, Keiichi N, Keiichi N (1996) Характеристики выбросов предварительно смешанного обедненного дизельного топлива с чрезвычайно ранним впрыском топлива. SAE Trans J Fuels Lubricants 105 (документ SAE № 961163):938–947

    Google Scholar

  162. Акагава Х., Миямото Т., Харада А., Сасаки С., Симадзаки Н., Хасидзуме Т., Цудзимура К. (1999) Подходы к решению проблем сжигания предварительно смешанного обедненного дизельного топлива. Двигатели SAE Trans J 108 (документ SAE № 1999-01-0183): 120–132

    Google Scholar

  163. Ивабучи Ю., Каваи К., Сёдзи Т., Такеда Ю. (1999) Испытание новой концепции системы сгорания дизельного топлива – воспламенение от сжатия с предварительно смешанной смесью. Двигатели SAE Trans J 108 (документ SAE № 1999-01-0185):142–151

    Google Scholar

  164. «>

    Kimura S, Aoki O, Kitahara Y, Airoshizawa E (2001) Сверхчистая технология сжигания, сочетающая низкотемпературную концепцию сжигания с предварительным смешиванием для соответствия будущим стандартам выбросов. SAE Trans J Fuels Lubricants 110 (документ SAE № 2001-01-0200): 239–246

    Google Scholar

  165. Канеко Н., Андо Х., Огава Х., Миямото Н. (2002) Расширение рабочего диапазона за счет впрыска воды в цилиндр в двигателе с воспламенением от сжатия с предварительным смешиванием. Двигатели SAE Trans J 111 (документ SAE № 2002-01-1743): 2309–2315

    Google Scholar

  166. Симадзаки Н., Цурусима Т., Нисимура Т. (2003 г.) Концепция двойного режима сгорания с предварительным сгоранием дизельного топлива с непосредственным впрыском вблизи верхней мертвой точки. Двигатели SAE Trans J 112 (документ SAE № 2003-01-0742): 1060–1069

    Google Scholar

  167. «>

    Hasegawa R, Yanagihara H (2003) Горение HCCI в дизельном двигателе с прямым впрыском. Двигатели SAE Trans J 112 (документ SAE 2003-01-0745): 1070–1077

    Google Scholar

  168. Okude K, Mori K, Shiino S, Moriya T (2004) Горение с воспламенением от сжатия (PCI) для одновременного снижения выбросов NOx и сажи в дизельных двигателях. SAE Trans J Fuels Lubricants 113 (документ SAE № 2004-01-1907): 1002–1013

    Google Scholar

  169. Джейкобс Т., Бохак С., Ассанис Д., Шимкович П. (2005) Сгорание с воспламенением от сжатия бедной и богатой предварительно смешанной смеси в легком дизельном двигателе. Двигатели SAE Trans J 114 (документ SAE № 2005-01-0166): 382–393

    Google Scholar

  170. Лехнер Г., Якобс Т., Криссакис С., Ассанис Д., Зиверт Р. (2005) Оценка узкого угла конуса распыления, стратегии опережающего впрыска для достижения воспламенения от сжатия с частичной предварительной смесью в дизельном двигателе. Двигатели SAE Trans J 114 (документ SAE № 2005-01-0167): 394–404

    Google Scholar

  171. Джейкобс Т., Ассанис Д. (2007) Достижение низкотемпературного сгорания с воспламенением от сжатия с предварительной смесью в двигателе с непосредственным впрыском воспламенения от сжатия. 31:2913–2920

    Перекрестная ссылка
    КАС

    Google Scholar

Книги и обзоры

  • Ferguson CR, Kirkpatrick AT (2001) Двигатели внутреннего сгорания: прикладные термонауки, 2-е изд. Уайли, Нью-Йорк

    Google Scholar

  • Heywood J (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк

    Google Scholar

  • Дженнингс Б.Х., Оберт Э.Ф. (1944) Двигатели внутреннего сгорания: анализ и практика. Международная компания по производству учебников, Скрэнтон

    Google Scholar

  • Пулкрабек В. В. (2004) Инженерные основы двигателя внутреннего сгорания, 2-е изд. Пирсон Прентис-Холл, река Аппер-Сэдл

    Google Scholar

  • Тейлор С.Ф. (1985) Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике – Том 1: Термодинамика, поток жидкости, производительность (ред.), 2-е изд. MIT Press, Кембридж, Массачусетс,

    Google Scholar

  • Taylor CF (1985) Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике – Том 2: Сгорание, топливо, материалы, конструкция (ред.). MIT Press, Кембридж, Массачусетс

    Google Scholar

Скачать ссылки

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | ЭДИБОН®

Двигатель внутреннего сгорания — гидромеханическая машина, преобразующая химическую энергию топливно-воздушной смеси в механическую энергию после процесса сгорания в рабочем цилиндре. При сгорании энергия, содержащаяся в топливе, высвобождается за счет его воспламенения и последующего окисления внутри двигателя.

Посмотреть больше

Основные типы двигателей внутреннего сгорания :

  • Поршневой двигатель цикла Отто : это обычный бензиновый двигатель .
  • Дизельный двигатель : работает на дизельном топливе .

Otto и дизель имеют одинаковые основные элементы ( блок двигателя , поршень , шатун , коленвал , клапаны и головка блока цилиндров ) и содержат те же системы ( подачи топлива , распределения , зажигания , охлаждения и запуска ), за исключением некоторых специфических элементов, таких как карбюратор 6 072 2090 9026 Двигатель Отто или форсунка для дизельного двигателя .

В зависимости от рабочего цикла двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать на:

  • Двухтактный двигатель: поршень совершает один ход за один оборот.
  • Четырехтактный двигатель: поршень совершает два хода за один оборот.

Эти двигатели выделяются среди других двигателей по нескольким причинам:

  • Большой запас хода благодаря высокой теплотворной способности видов топлива .
  • Широкий выбор мощностей .
  • Большое количество производственных возможностей.

Важно изучить горение выбросы этих двигателей, так как они являются одним из основных загрязнителей в настоящее время. Хотя значения загрязнения не являются репрезентативными по отдельности, они представляют собой вредный источник, если рассматривать их в целом, принимая во внимание, что двигатели установлены на большинстве автомобилей .

Просмотр продуктов

БЛОКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

9.- ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕРМОТЕХНИКА