Тепловые двигатели (кроме паровых машин и паровых турбин)

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.

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.

Освещены вопросы теории, технологии и оборудования для электрохимикомеханической безразборной обработки (ремонтное восстановление) прецизионных плунжерных пар топливных насосов. Раскрыт механизм химическо-гальванического наращивания изношенных поверхностей твёрдыми металлами с одновременной притиркой и устранением из-лишних гальваноэлементов. Рассмотрено оборудование, внедрённое в промышленное ремонтное производство топливных насосов дизельных двигателей.

Учебное пособие включает курс лекций, который разделен на две части: блок базовых лекций и блок инновационных лекций, отражающие специфику создания технологических процессов, реализуемых в условиях использования современного высокотехнологического оборудования и современного режущего инструмента.

Рассмотрены вопросы возбуждения вибрации в технических системах. Изложены основы описания вибрации временными и частотными характеристиками, рассмотрены методы анализа вибрации. Дано описание авиационной техники как объекта вибрационной диагностики и особенности вибрации, возбуждаемой различными источниками. Приведена методика идентификации спектральных характеристик вибрации. Приведены сведения о средствах измерения и анализа вибрации. Рассмотрены вопросы контроля вибрации авиационных ГТД. Приведены сведения о влиянии неисправностей различных узлов и повреждений авиационных конструкций на вибрационные характеристики, и о диагностировании состояния узлов и конструкций авиационной техники по этим характеристикам.

Рассмотрены скоростные и нагрузочные характеристики двигателя. Приведены краткие теоретические сведения о методах и принципах измерения характеристик двигателя и обработки результатов измерений.

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

Приведены указания к выполнению лабораторной работы, посвященной экспериментальному изучению дроссельной характеристики ракетного двигателя на примере стендового лабораторного жидкостного ракетного двигателя. Дано описание физической модели рабочего процесса в камере сгорания и процесса моделирования производственных условий испытания ракетного двигателя в части физических факторов, включая потенциально опасные. Рассмотрены расчетно-информационная среда и социально-технологические отношения в области будущей профессиональной деятельности студентов. Издание ориентировано на образовательные технологии с блочно-модульным структурированием учебного материала и рейтинговой оценкой успеваемости.

Рассмотрена методика расчета настроечных параметров стендовой установки и обработки результатов огневых стендовых испытаний по определению характеристик модельной камеры сгорания гидрореактивной установки. Освещены вопросы,связанные с особенностями гидрореактивных двигателей, а также рабочих процессов в их камере сгорания. Приведены методики проведения огневых стендовых испытаний, определения критического сечения сопла и настройки гидравлических характеристик магистралей с использованием ПЭВМ.

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.

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.

Приведены концептуальные основы создания информационной среды для обучения студентов старших курсов технических университетов. Пособие подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

Рассмотрены вопросы технического обслуживания силовой установки БМП-2, а также представлен перечень горюче-смазочных материалов и специальных жидкостей, применяемых на БМП-2. Материал изложен в виде операционных карт.

Учебное пособие содержит краткие теоретические сведения о рабочем процессе и характеристиках лопаточных компрессоров. В работе описаны методы их экспериментального исследования, а также стендовое оборудование, применяемое для определения основных параметров потока в проточной части компрессора и поиска характеристик.

Изучение конструкции и электронное моделирование процесса сборки газогенератора трехвального двигателя НК с использованием 3D-моделей. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Приведены две лабораторные работы, посвященные расчету характеристик рабочего процесса в камере ракетного двигателя на газообразных компонентах топлива (РДМТ) с использованием пакета Fortran Power Station, а также экспериментальному определению эффективности рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных компонентах кислород + метан. Дано описание экспериментального стенда. Изложены методика проведения огневых стендовых испытаний РДМТ на газообразных компонентах топлива и методика обработки результатов таких испытаний. Представлен пример проведения сравнительного анализа результатов огневых стендовых испытаний с результатами численного моделирования рабочих процессов в камере РДМТ.

Приведены методические указания к лабораторным работам по дисциплинам: «Надежность и ремонт машин», «Технология и ремонт машин», включающие цели и задачи, необходимые краткие сведения о ремонте гидравлической и топливной аппаратуры, технические условия, материалы и оборудование, порядок выполнения лабораторных работ.

Приведены методические указания к выполнению лабораторной работы, посвященной огневым испытаниям стендового лабораторного жидкостного ракетного двигателя при различном соотношении компонентов топлива. В работе моделируются производственные условия испытания ракетного двигателя в части физических факторов, включая потенциально опасные, а также расчетно-информационная среда и социально-технологические отношения из области будущей профессиональной деятельности студента. Методические указания ориентированы на образовательные технологии с блочно-модульным структурированием учебного материала и рейтинговой оценкой успеваемости.

Стенды, стендовое оборудование, датчики и средства измерений при испытаниях ВРД. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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

Приведены двадцать пять схем для выполнения домашней работы при изучении дисциплин «Инженерный анализ технологических машин и комплексов» и «Компьютерные технологии в химическом и нефтегазовом машиностроении, компрессорной и низкотемпературной технике».

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.

Рассмотрены вопросы курсового проектирования тормозных ракетных двигателей, предназначенных для отделения головной части ракеты, а также для разделения ступеней двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем. Определены оптимальные геометрические размеры двигателей, их масса, газодинамические параметры потока, тепловые режимы и теплозащита ракетных двигателей. Приведены расчеты на прочность камеры сгорания ракетного двигателя, соплового тракта, болтовых соединений.

В учебном пособии рассмотрены вопросы общего устройства и принципы работы энергетических установок, теоретические основы рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Анализируется влияние основных конструктивных и эксплуатационных факторов на протекание этих процессов, на индикаторные и эффективные показатели двигателей. Во второй части приведены методики и примеры теплового расчета ДВС.

Топлива химических ракетных двигателей. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Изложена методика определения конструкторских и технологических параметров цилиндрических оболочек баллонов давления, изготовляемых методом намотки из однонаправленных композиционных материалов. Результаты расчетов служат основой для разработки технологического процесса и управляющих программ намотки композитных корпусов двигателей или баллонов давления на станках с программным управлением.

В методических указаниях изложена информация по общему устройству механизмов и систем двигателя внутреннего сгорания, их назначение и взаимодействие в рабочем процессе.

Электронное учебное пособие предназначено для студентов факультета «Двигатели летательных аппаратов», обучающихся по специальности 160301.65 – «Авиационные двигатели и энергетические установки» (ГОС- 2), в рамках дисциплины «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре, для бакалавров 151900.62 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (ФГОС – 3) изучающих дисциплины «Разработка оптимальных технологических процессов с использованием CAE/CAD/CAM/PDM – систем» и «Разработка технологических процессов механической обработки и их реализация на виртуальных станках» в 8 семестре, для специалистов 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (Контрактная подготовка специалистов для ОАО "Кузнецов") (ФГОС – 3) изучающих дисциплину «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре.

Расчетное определение характеристик элементарных лопаточных венцов турбины. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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.

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.

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.

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

В учебном пособии проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин ТНА ЖРД рассматривается в рамках проведения сквозного курсового проектирования ЖРД и его основных узлов, включая ТНА. На базе полученных результатов термодинамического расчета и проектирования ЖРД студент самостоятельно формирует исходные данные для проектирования ТНА и его агрегатов, в том числе и для турбины. Расчет турбины ведется с учетом достижения максимальной эффективности ее использования в ТНА: достижения высокого КПД турбины при минимальных ее габаритах и массе. В пособии рассмотрены вопросы профилирования элементов проточной части одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин.

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.

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».

Компьютерное моделирование операций технологического процесса изготовления деталей ГТД. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS. Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания, форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. Приводится расчет параметров течения газа в камере сгорания.

В первой части учебного пособия изложена общая характеристика, представлены классификация и конструкции воспламенительных устройств РДТТ, применяемых в настоящее время в образцах тактических и оперативно-тактических ракет, а также расчетные зависимости для их проектирования.

В учебном пособии рассматриваются вопросы проектирования технологических процессов изготовления деталей двигателей летательных аппаратов. Дано представление о содержании и объёме курсового проекта, об основных положениях разработки технологических процессов и оснастки, о рациональной организации работы над проектом.

Формирование термогазодинамических CAE-моделей виртуальных течений продуктов сгорания в камерах и газогенераторах ЖРД с учетом не идеального протекания рабочих процессов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Представлен материал по изучению воздействия различных факторов на долговечность огневых днищ головок цилиндров автотракторных дизелей. Приведены результаты многочисленных экспериментальных исследований по изучению влияния монтажных напряжений на термостойкость межклапанных перемычек огневых днищ.

Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности: 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки», изучающих курс: «Сборка АД и ЭУ», и в рамках магистерской программы «Энергетика, экология и двигательные установки ракетных и космических систем» по направлению 160700.68 «Двигатели летательных аппаратов».

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.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы точности в авиационном двигателестроении. Представлена теория сложных размерных связей в изделиях и технологических процессах. Рассмотрены методы достижения точности при изготовлении заготовок. Приведены и проанализированы технологические схемы точности при обработке различных поверхностей заготовок. В учебном пособии приведен алгоритм решения сложных пространственных цепей. Дана лабораторная работа по анализу размерных связей при изготовлении трубопроводов. Эта работа направлена на освоение курса «Технология производства двигателей летательных аппаратов». Изучение данного пособия способствует изучению основных разделов курса: теоретические основы технологических процессов; обработка сложных поверхностей; технология изготовления деталей ГТД. В учебном пособии изложены элементы расчётов основных параметров технологических процессов и отдельных операций.

Обеспечение точности геометрических параметров при изготовлении деталей ГТД. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчёта и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в САПР «Смесеобразование в ЖРД». Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчета и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в модернизированной САПР «Смесеобразование в ЖРД».

Рассмотрены методики организации и собственно курсового проектирования: порядок выполнения проекта, методики расчетов расходов компонентов топлива для камеры с внутренним охлаждением, термодинамического расчета восстановительных и окислительных двухзонных газогенераторов; даны рекомендации по профилированию контура сопла по линии тока и выбору методик расчета смесительной головки и охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя. Приведены состав и структура курсового проекта с примерами оглавления пояснительной записки и компоновки графической части.