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

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.

Приведены методы расчета и проектирования турбин в составе современных и перспективных авиационных, стационарных, транспортных газотурбинных двигателей и комбинированных установок. Показаны методы оптимизации ступеней турбин и многоступенчатых турбин в целях получения максимального значения КПД в рамках заложенных ограничений по массе, размерам, числу ступеней в зависимости от места расположения турбины в составе газотурбинных двигателей. Рассмотрены методы определения потерь энергии и характеристик турбин в составе авиационных, энергетических, транспортных и комбинированных двигателей на различных режимах работы.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

Перекладка или биение поршня возникает вследствие действия боковой силы в кривошипно-шатунном механизме и приводит к увеличению сил трения и ударных нагрузок в сопряжении с гильзой. В конечном итоге это влияет на работу двигателя, его шумность, вибрацию и вызывает интенсивное изнашивание юбки поршня. Поэтому исследование вопросов, связанных с повышением надежности двигателя транспортно-технологических машин, является актуальной задачей технической эксплуатации.Целью работы является повышение надежности двигателя транспортно-технологических машин путем снижения вибрации при его работе. В статье рассмотрен способ, позволяющий уменьшить ударные нагрузки в сопряжении поршень-цилиндр на малой частоте вращения коленчатого вала при максимальном вращающем моменте, что характерно для основных режимов двигателей транспортно-технологических и дорожно-строительных машина. Предлагается на режимах максимальных нагрузок при минимальной частоте вращения обеспечить величину суммарной силы при прохождении через верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия равной нулю. Для того, чтобы сила давления газов в верхней мертвой точке была равной силе инерции поступательно движущихся масс, рекомендуется выполнить тюнинг двигателя по изменению фаз газораспределения на такте сжатия, т.е. увеличить угол запаздывания закрытия впускного клапана. Проведен расчет по определению угла запаздывания закрытия впускного клапана на примере двигателя ЯМЗ-65202.10. Для выполнения равенства силы давления газов и силы инерции в верхней мертвой точке найдена величина реальной степени сжатия двигателя, которая составила 12,5. Далее определѐн угол запаздывания закрытия впускного клапана для данного режима, который по расчету равен 540 поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки. Расчетные данные могут являться исходными параметрами для калибровки программы, заложенной в электронный блок управления транспортно-технологической машины.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

В 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.

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 понятия теории авиационных лопаточных машин, их классификация, общее устройство и работа. Проанализированы термогазодинамические процессы в элементах лопаточных машин. Кратко изложены вопросы, связанные с характеристиками лопаточных машин и их регулированием. В приложении содержатся необходимые материалы для выполнения расчетно-графической работы «Расчет осевого компрессора».

Методические указания предназначены для практических занятий по дисциплине «Основы расчета тепловых двигателей». Составлены в соответствии с РП по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов и другими нормативными документами.

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.

Описывается современное состояние и направления развития инженерных двигателей: карбюраторных и инжекторных. Рассмотрена инжекторная система управления подачей топлива, ее состав и краткая характеристика достоинств и недостатков

Приведена краткая концепция и методология расчета двигателя Стирлинга на основе методики Шмидта. Рассматриваются вопросы расчета регенеративного теплообменника двигателя Стирлинга. Приводится метод решения практической задачи - определения действительных характеристик двигателя с учетом потерь в регенераторе.

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.

Рассмотрены основные методы контроля эксплуатационных свойств моторных масел, проведён анализ изменения их физико-химических свойств в зависимости от сроков хранения. Предложены показатели качества моторных масел, позволяющие обосновать предельное состояние, по достижению которого необходима их замена.

Журнал «Газотурбинные технологии» создан в первую очередь для популяризации идей высокоэффективного преобразования энергии топлива в механическую энергию газотурбинным приводом. Он рассматривает экономические, технические и технологические, рыночные, экологические, и многие другие аспекты использования газовых турбин в народном хозяйстве. Отслеживая тенденции перераспределения рынков производства и сбыта, мы имеем возможность прогнозировать распределение долей рынка по сегментам и давать рекомендации по маркетинговым вопросам производителям и потребителям энергетического оборудования, делаем обзоры, аналитические исследования, прогнозы по рынку ГТУ. Журнал призван повысить уровень информированности потребителя о газотурбинной технике, ее проектировщиках и производителях.

Учебное пособие предназначено для студентов при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Тракторы и автомобили» (конструкция тракторов), составлено на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

Рассмотрены структура двигателестроительного завода, организация сборочных работ ГТД и входящих в ее состав технологических операций, методы достижения точности сборки узлов, типы соединений, используемые при производстве ГТД, контроль в сборочном процессе. На примере сборки двухкаскадного высокотемпературного ГТД показаны процессы сборки узлов и газогенератора, технология сборки роторов (барабанов и рабочих колес). Представлена теоретическая основа обеспечения взаимозаменяемости комплектов рабочих лопаток по дисбалансу. Проведен сравнительный анализ используемых при сборке колес весовых характеристик рабочих лопаток и имеющегося технологического оборудования для статической балансировки комплектов распределения лопаток по пазам диска на ЭВМ. Описаны конструкция и технологические возможности автоматизированного рабочего места комплектовщика комплекса АРМКо-1. Рассмотрены вопросы модульности конструкции ГТД и взаимозаменяемости его узлов, а также технологического обеспечения при сборке ГТД и возможности введения дифференцированного ресурса работы для комплектов рабочих лопаток роторов компрессора и турбины. Предложены варианты конструкции, обеспечивающие возможность замены бандажированных комплектов лопаток ротора турбины без разборки изделия.

Формирование конструктивных схем ГТД и расчет осевых сил в турбокомпрессоре. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Приводятся результаты разработки и испытаний технологии молекулярной модификации топлива (ММТ) электрическими полями на бензиновых и дизельных двигателях. Показаны экономический и экологический эффекты от применения этой технологии в начале и конце 80-часового цикла испытаний бензинового впрыскового двигателя. Делаются выводы о ресурсе ДВС с молекулярными модификаторами топлива. Приводятся результаты испытаний дизельного двигателя

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

В целях выбора расчетных параметров степени радиальности при проектировании проточной части радиально-осевой турбины, работающей в составе импульсной системы наддува комбинированных двигателей, предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного подхода, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины

Рассмотрены основные понятия теории авиационных двигателей, их классификация, общее устройство и работа. Проанализированы термодинамические процессы в авиационных двигателях и их работа в качестве движителя. Описаны назначение, устройство и работа основных функциональных элементов двигателя: входного устройства, компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного устройства. Кратко изложены вопросы, связанные с характеристиками авиационных двигателей и их регулированием. В приложении содержатся необходимые материалы для лабораторно-практической работы «Исследование идеальных циклов ТРД и ТРДФ» и расчетно-графической работы «Термогазодинамический расчет ТРД и ТРДФ».

Предлагается использовать в составе предложенной в более ранних статьях авторов комплексной модели расчета и проектирования метод ЦНИДИ, что позволит сделать оценку эффективности работы турбины в составе импульсной системы наддува комбинированного двигателя

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.

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.

Представлена последовательность выбора основных геометрических параметров, необходимых для решения задачи проектирования проточной части радиально-осевой турбины комбинированного двигателя на первом этапе комплексного метода расчета, предложенного авторами в более ранних статьях

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.

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.

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.

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

Изложены результаты экспериментальных исследований разработанных молекулярных модификаторов углеводородного топлива, позволяющих уменьшить расходы углеводородного топлива и улучшить экологические и ресурсные характеристики энергетических установок морских и речных судов. Приводятся данные о стендовых и эксплуатационных испытаниях двигателей внутреннего сгорания на легком топливе и котельных агрегатов на тяжелом топливе с молекулярными модификаторами топлива. Показано, что на морских судах возможна существенная экономия дизельного топлива. Рассмотрены перспективы применения молекулярных модификаторов топлива в различных областях техники

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.

В данном издании рассмотрена методика проектирования, расчета и оценки технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания.

Актуальность работы связана с проблемой высоких механических потерь на трение в безнаддувных быстроходных малоцилиндровых четырехтактных поршневых дизелях. Цель исследования состоит в проверке эффективности применения опытного поршня с жесткой юбкой, по предварительным данным обеспечивающего снижение механических потерь в цилиндро-поршневой группе. Метод проверки заключался в сравнении контрольных показателей серийного и опытного поршней. В качестве контрольных показателей приняты: сила трения поршня в цилиндре и формируемые ее работой механические потери; температуры в характерных зонах поршня; температуры стенки цилиндра и моторного масла, обусловленные трением поршня; момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала установки с поршнем в цилиндре. Сравнение проводилось как на основе моделирования, так и на основе экспериментов на макетной установке, выполненной на базе малоразмерного дизеля 1Ч 85/80 (ТМЗ-450Д). Объекты сравнения — серийный поршень указанного дизеля и опытный поршень с повышенной жесткостью юбки, что обеспечивается специальными ребрами жесткости, связывающими стенку юбки с бобышками поршня. Результаты моделирования показали преимущество опытного поршня перед серийным по признакам снижения: механических потерь на 4 %, износа юбки поршня на 33 %, температур центра камеры сгорания и верхней кромки днища поршня на 5 и 10 % соответственно. Экспериментальная проверка позволила установить, что опытный поршень при прочих равных условиях прокрутки без сжатия, сгорания и охлаждения обеспечил снижение момента сопротивления прокручиванию на 3 %, температур стенки цилиндра на 9 % и моторного масла на 6 %. Результаты сравнительного расчетного моделирования и эксперимента указывают на определенную перспективу замены серийного поршня на опытный, связанную с возможностью снижения температуры днища поршня и механических потерь

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.

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

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 [1 – 14] представлен аналитический обзор методов расчета турбинной ступени на среднем радиусе. Авторы работы ставят цель дать рабочий инструмент по расчету и проектированию турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 представлен аналитический обзор пространственных методов расчета турбины. Дан рабочий инструмент по изучению структуры потока и проектированию проточной части турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

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.

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

Даны описание конструкций, основные положения теории и расчета ступеней турбин и компрессоров. Приведены основные характеристики ступеней турбомашин, положения методики расчета роторов на прочность. Представлены примеры расчета турбокомпрессоров наддува ДВС в изобарной и импульсной системах наддува.

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.

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

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).

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.