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

Рассматриваются способы и результаты экспериментального исследования основных эксплуатационных показателей судового дизеля типа Ч 9,5/11 при его форсировании путём газотурбинного наддува. Определён комплекс внешних показателей двигателя при умеренной степени наддува. Установлены сравнительные температурные поля цилиндровой втулки и индикаторные диаграммы форсированного и дефорсированного вариантов двигателя. Приведены факторы, сдерживающие дальнейший рост уровня форсирования, намечены пути их нейтрализации. Работы выполнялись в совместной (Института физики Дагестанского научного центра РАН и Астраханского государственного технического университета) Лаборатории проблем моторной энергетики. Сотрудники Лаборатории форсировали тип серийного двигателя, который обладал наиболее низкими технико-экономическими показателями среди аналогичных машин. При этом были установлены нижние и верхние допустимые пределы форсирования, что позволит использовать существующие условия производства с минимумом конструкционных и технологических изменений

Важнейшими эксплуатационными характеристиками судовых двигателей внутреннего сгорания являются показатели надежности, топливной экономичности и экологической безопасности, зависящие от комплекса конструктивных и эксплуатационных факторов. Один из наиболее существенных факторов – качество дизельного топлива. Физические и химические свойства топлива влияют на процессы смесеобразования и сгорания в цилиндрах дизелей, полноту выгорания топлива, топливную экономичность, содержание вредных веществ в отработавших газах двигателя, ресурс топливоподающей аппаратуры и деталей цилиндропоршневой группы. Наиболее распространенным способом обеспечения требуемых свойств дизельного топлива является введение многофункциональных присадок. По результатам патентного поиска представлен обзор наиболее современных присадок к дизельному топливу, обеспечивающих улучшение смесеобразования и сгорания топлива, приведены сведения по химическому составу присадок, описан механизм их действия, влияние на способность к воспламенению и структуру топливовоздушной смеси. Указаны российские и зарубежные производители присадок к дизельному топливу. Испытания, проведенные на четырехтактных высокооборотных дизелях, позволили установить, что применение одной из таких присадок отечественного производства («NagroBoost») обеспечивает снижение удельного эффективного расхода топлива на 3–7 % и отсутствие увеличения вредных выбросов с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания при работе двигателя по нагрузочной и винтовой характеристикам. Сделан вывод о перспективности использования присадок такого типа с целью повышения топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. Даны рекомендации по проведению дальнейших исследований с целью внедрения присадки «NagroBoost» на водном транспорте

Актуальность работы обусловлена недостаточной изученностью процессов маслоснабжения цилиндров четырехтактных поршневых двигателей с традиционным кривошипно-шатунным механизмом и комбинированной системой смазки. Цель исследования — получение экспериментальных данных о характере распределения моторного масла по окружности цилиндра двигателя внутреннего сгорания указанного типа.

В работе предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода неопределенных множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного метода расчета, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины. Представлены характеристики турбин по КПД и по мощности в стационарном потоке.

Представлены результаты экспериментального исследования процесса сгорания бензовоздушной смеси с добавками водорода в одноцилиндровой установке УИТ-85. Показано влияние добавки водорода на среднюю скорость распространения фронта пламени в основной фазе сгорания, а также локальные турбулентные и нормальные скорости в наиболее удаленной от свечи зоне камеры сгорания, где установлен датчик ионизации

Представлены результаты экспериментального исследования процесса сгорания природного газа с добавками водорода в одноцилиндровой установке УИТ-85 имитирующей режимы холостого хода. Получены модели, позволяющие проводить расчет средних скоростей распространения фронта пламени в первой о основной фазах сгорания

Представлены результаты экспериментального исследования зависимости характеристик термоионизации от параметров максимального давления в процессе сгорания сжатого природного газа с добавками водорода в поршневой одноцилиндровой установке УИТ-85. Получены модели, показывающие возможность оценки изменения давления в процессе сгорания по параметрам термоионизации для систем диагностики процесса сгорания по ионизационным зондам

Рассмотрены способы рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки. Представлены возможные структурные схемы мобильных компрессорных установок с системой рекуперации тепловых потерь. Для каждого из рассмотренных вариантов выполнен термодинамический анализ энергетической эффективности; установлена её зависимость от основных режимных факторов, влияющих на работу установки. Приведены примеры решения задач и даны задачи для самостоятельного расчёта различных систем рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки.

Проведен анализ используемых электронных блоков и обновление для контроля и регулирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. Приведены сравнительные характеристики и требования ко вновь разработанному оборудованию.

В работе представлена теоретическая модель двигателя Стирлинга схемы альфа с внутрицикловым аккумулированием теплоты, основанная на теплотехнических зависимостях, описывающих рабочий процесс. Показано решающее влияние эффективности теплового аккумулятора на термический КПД цикла двигателя.

Приведены общие сведения и порядок выполнения холодной и горячей обкатки двигателей и проведения приемо-сдаточных испытаний. Описана методика проведения обкатки двигателя с использованием стенда обкаточного тормозного универсального КИ-5540М, модернизированного путем установки аппаратно-программного комплекса при ручном и автоматическом управлении процессом.

Проведен анализ выявленных неисправностей и отказов двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-530 с начала выпуска по настоящее время. На основе полученных результатов с помощью специализированного программного продукта разработана интерактивная система поиска и устранения неисправностей. В зависимости от условий работать с данной системой можно с различных устройств: стационарного компьютера, ноутбука, планшетного компьютера и мобильного телефона. Успешная реализация проекта позволит сократить затраты на ремонт двигателей, повысить качество сервисного обслуживания и потребительские свойства продукции ОАО «Автодизель».

Учебник содержит: тепловой расчет двигателя, расчет и построение характеристик двигателя, динамический и кинематический расчеты двигателя, расчет и построение мощностного баланса трактора, расчет и построение тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией, примеры расчетов, контрольные вопросы для подготовки к защите курсовой работы, тесты для самоконтроля при подготовке к защите курсовой работы и экзаменам по разделам «Теория, основы расчета и анализ работы». Приведены авторские компьютерные программы для расчета курсовой работы на компьютере.

В учебно-методическом пособии содержатся краткие сведения по наиболее сложным вопросам теории двигателя автомобиля, контрольные вопросы для подготовки к защите курсовой работы, тесты для самоконтроля при подготовке к защите курсовой работы и экзаменам по разделам «Теория, основы расчета и анализ работы тракторных двигателей» и «Теория, основы расчета и анализ работы тракторов и автомобилей» и варианты заданий.

Приведены методические рекомендации по приобретению компетенций, предусмотренных в рабочей программе учебной практики ООП направления подготовки 190600.62 для профиля «Автомобильный сервис», описана методика организации и проведения учебной практики, требования к отчету, контрольные вопросы для самоподготовки.

В рекомендациях приведены исходные данные для выполнения курсовой работы по тепловому расчёту наиболее распространённого вида энергетических установок - автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В доступной форме описаны алгоритм и методика расчётов циклов ДВС для режима номинальной мощности. Приведены необходимые справочные данные, примеры расчётов циклов двигателей с искровым зажиганием и дизеля, включающие примеры выполнения графической части.

Приведены назначение, особенности строения и работы гильз цилиндров автомобильных двигателей. Рассмотрены их различные дефекты. Приводятся сведения о современных подходах, методах и технологиях восстановления гильз цилиндров двигателя.

Курсовая работа по дисциплине «Теория трактора» предназначена для оценки тягово-скоростных и тягово-экономических показателей тракторов с целью последующего подбора отдельных типов и марок с.-х. машин и орудий по величине тягового усилия, а также разработки агротехнических требований к новым и модернизированным тракторам.

Пособие подготовлено с целью систематизированного, краткого, логического и аргументированного изложения учебного материала с учетом современных технических достижений в автомобильной и тракторной промышленности. Приведена методика теплового расчета различных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Описаны основные эксплуатационные свойства, их оценочные показатели и методика тягового расчета автомобиля. Подробно представлена методика тягового расчета трактора для выполнения студентами расчетно-графической работы по данной дисциплине.

В учебном издании рассмотрена методика проектирования, расчета и оценки технико-экономических показателей энергетических средств АПК.

Представлены методики по регулированию и испытанию автотракторных двигателей. Рассмотрены оборудование и приборы для проверки, регулирования и испытания систем топливоподачи. Приведены справочные данные по регулировочным параметрам автотракторных двигателей и их систем топливоподачи.

Приводятся характеристики устройств ДВС, питания дизельных и карбюраторных двигателей. Рассмотрены циклы работы автотракторных двигателей в соответствии с программой раздела курса «Тракторы и автомобили».

Приводятся характеристики устройств силовых агрегатов. Рассмотрены циклы работы автотракторных двигателей в соответствии с программой раздела курса «Тракторы и автомобили».

В методических указаниях рассмотрены принципы построения диаграммы режимов для теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором. Даны пояснения по расчету уравнений основных линий диаграммы и их графическому построению.

В методических указаниях изложен порядок определения параметров бензинового и газового двигателей без изменения степени сжатия, построения ВСХ и индикаторной диаграммы.

В издании приведены сведения по основным свойствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС), их производственной и технической эксплуатации в отраслях народного хозяйства. Рассмотрены вопросы обеспечения экономичности в использовании двигателей, устанавливаемых на машинах соответствующего назначения. Исследованы условия обеспечения работоспособности и исправности ДВС при их применении по назначению на предприятиях народного хозяйства.

В пособии изложены основы теории работы ступени осевого компрессора, рассмотрены особенности совместной работы ступеней осевого компрессора, вопросы регулирования осевых компрессоров и их работы на переменных режимах, а также приводятся основы аэродинамического проектирования компрессоров.

В монографии рассматриваются основные сведения по обогащению воздушного заряда дизельных ДВС минеральными, растительными и смесевыми растительно-минеральными углеводородными активаторами. Приводится информация о физико-химических и теплотворных свойствах активаторов, описаны методики расчета показателей рабочего процесса дизеля и эксплуатационных показателей трактора с обогащением воздушного заряда. Приведены результаты сравнительных моторных исследований дизеля и эксплуатационных исследований трактора без обогащения и с обогащением воздушного заряда различными активаторами. Разработаны конструктивные варианты систем автоматического обогащения воздушного заряда тракторного дизеля.

Рассмотрено определение основных параметров газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных установок (ГТУ) энергетического, транспортного и авиационного назначения и их узлов на основе приближенного расчета для проведения дальнейших детальных термогазодинамических расчетов элементов и уточнения параметров ГТД и ГТУ.

Дано описание современных конструкционных материалов, применяемых в поршневых двигателях внутреннего сгорания для изготовления поршней, поршневых колец, клапанов, коленчатых валов, подшипников скольжения, деталей выпускного коллектора, деталей двигателей с турбонаддувом (сплавы на основе железа, алюминия, олова, свинца; композиционные материалы, керамика и металлокерамика).

Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных деталей двигателей внутреннего сгорания. Для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Рассмотрены вопросы расчета и проектирования воздушной системы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин, конструктивные схемы охлаждаемых лопаток, способы подвода охлаждающего воздуха к лопаткам. Изложены методы расчета температурного поля лопаток турбины, особенности расчета каждой из них, иллюстрированные примерами расчета. Особое внимание уделено физической стороне процессов, протекающих в охлаждаемой конструкции, взаимосвязанным проблемам термодинамики, аэродинамики охлаждаемой турбины, а также вопросам экономической эффективности высокотемпературного газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной.

Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного СFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими подвижными границами, проанализированы особенности задания исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном представлении, создание анимированных результатов.

В учебном пособии приведены основные подходы к моделированию теплового состояния крышек цилиндров поршневых двигателей внутреннего сгорания.

В первой части учебного пособия рассмотрены основные уравнения теории лопаточных машин для установившегося течения вязкого газа. Особое внимание уделено их применению в центробежных компрессорах газотурбинных двигателей.

Рассмотрены физические процессы, теория и проектирование многоступенчатых газовых турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных установок энергетического, транспортного и авиационного назначения, методы выбора их основных параметров и газодинамического расчета. Настоящее учебное пособие является второй частью полного издания учебного пособия по теории и проектированию газовых турбин. Первая часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Приведены сведения о материалах, используемых при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей. Рассмотрены микроструктуры современных сплавов с ориентированной структурой: никелевых монокристаллических ЖС32 и ЖС40, эвтектического сплава типа ВКЛС, а также сплава на основе интерметаллида Ni3Al – ВКНА-1В. В лабораторной работе студенты изучают влияние химического состава, кристаллографического направления и термообработки на микроструктуру и свойства сплавов.

Пособие посвящено принципиальным вопросам конструктивного оформления газодинамических узлов автоматического оружия. Подробно рассмотрено большое количество конструкций газовых двигателей серийных образцов автоматического оружия. Даны рекомендации по применению тех или иных решений при проектировании.

Пособие посвящено вопросам теории и математическому описанию газовых двигателей автоматического оружия. Описаны методы расчетов при проектировании, логика проектирования. Приведены примеры расчетов и конструктивного оформления.

Приведены общие сведения и порядок выполнения холодной и горячей обкатки двигателей и проведения приемо-сдаточных испытаний. Описана методика проведения обкатки двигателя с использованием стенда обкаточного тормозного универсального КИ-5540М, модернизированного путем установки аппаратно-программного комплекса при ручном и автоматическом управлении процессом.

Представлены основные соотношения метода конечных элементов в инкрементальной постановке расчета физически нелинейной задачи определения напряженно-деформированного состояния заготовки коленчатого вала в процессе обкатки галтелей. Остаточные напряжения в заготовке устанавливают с помощью упруго-пластической модели материала. Проведено сравнение результатов расчета напряженно-деформированного состояния с экспериментальными данными.

Приведены методика и результаты расчетного и натурного моделирования механических потерь в цилиндропоршневой группе ДВС. Проведенное сравнение значений этого показателя для малоразмерного дизеля, полученных различными методами при прочих равных условиях, доказывает адекватность принятых подходов к моделированию механических потерь.

Представлены результаты сравнительной оценки динамических параметров для двигателей внутреннего сгорания, выполненных по классической схеме с центральным кривошипно-шатунным механизмом и с кривошипно-шатунным механизмом со сдвоенными кинематическими связями, выполненном с использованием двух коленчатых валов. Расчеты проводились при определенных условиях и допущениях. Теоретические выкладки даны на основе приведенной расчетной схемы, имеют классический подход к определению значений, расчеты которых велись в программной среде MathCad по классическим и оригинальным зависимостям.

Представлен анализ уравновешенности двигателей внутреннего сгорания, созданных на основе кривошипно-шатунного механизма со сдвоенными кинематическими связями, проведена оценка уравновешенности рядных двигателей внутреннего сгорания с двумя коленчатыми валами.

Представлены теоретические и экспериментальные исследования возможных вариантов формирования крутящего момента в гибридных и комбинированных силовых агрегатах с улучшенными экономическими и экологическими показателями.

Рассматривается проблема повышения надежности подшипниковых узлов коленчатых валов среднеоборотных дизельных двигателей. Представлен анализ характера разрушений и отказов подшипников коленчатого вала. Предложены конструкторско-технологические решения, направленные на снижение температуры масла и повышение ресурса подшипников. Разработана математическая модель, позволяющая определить гидродинамическое давление и температуру в подшипниках скольжения коленчатого вала. Приведены результаты экспериментов и расчетов.

Рассмотрены основные приоритеты, задачи, пути развития научных направлений, создания новых технологий в свете решения современных проблем создания двигателей летательных аппаратов. Учебное пособие предназначено для подготовки магистров на факультете «Двигатели летательных аппаратов» по направлению 160700.68 «Двигатели летательных аппаратов» по дисциплине «Современные проблемы создания ДЛА», 1 семестр.

В учебном пособии изложены теоретические основы проектирования системы управления компрессором для обеспечения газодинамической устойчивости. Приведены методические рекомендации по проектированию системы управления компрессором за счет использования системы регулируемых направляющих аппаратов и клапана перепуска воздуха.

Учебное пособие представляет собой конспект лекций по компьютерному конструированию основных узлов авиационных двигателей (АД) и энергетических установок (ЭУ). В пособии рассмотрены конструкция и проектирование опор и уплотнений с учетом их теплового состояния. Проанализированы редукторы АД, их кинематические схемы и рассмотрены элементы, обеспечивающие надежность и управление системы «винт-редуктор-двигатель». Проанализированы конструктивные методы снижения роторной вибрации. Описано проектирование систем регулируемых направляющих аппаратов и перепуска воздуха. Проанализированы системы управления радиальными зазорами в компрессоре и дана методика проектирования тепловой системы активного управления радиальными зазорами.

Рассмотрены основные понятия теории упругости, методы расчета на статическую прочность лопаток и дисков газотурбинных двигателей, основы теории пластичности и ползучести, колебания роторов газотурбинных двигателей, основы вибродиагностики.