Конструкция, рабочие процессы и основы расчета двигателей внутреннего сгорания (1660,00 руб.)

Стр.2

Стр.163

Стр.164

Стр.165

Стр.166

УДК 629.33(075) ББК 39.33я73 Щ61 Авторы: В. Е. Щерба, Е. А. Лысенко, К. Н. Сокирко, Е. А. Дорофеев Рецензенты: В. Р. Ведрученко, д-р техн. наук, проф., проф. каф. теплоэнергетики Омского государственного университета путей сообщения; Т. А. Ивахненко, канд. техн. наук, полковник, нач. кафедры боевых гусеничных, колёсных машин и военных автомобилей Омского автобронетанкового инженерного института Щерба, В. Е. Щ61 Конструкции, рабочие процессы и основы расчёта двигателей внутреннего сгорания / В. Е. Щерба, Е. А. Лысенко, К. Н. Сокирко, Е. А. Дорофеев ; Минобрнауки России, Ом. гос. техн. ун-т. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2022. – 168 с. : ил. ISBN 978-5-8149-3576-2 Рассмотрена конструкция основных деталей, узлов, вспомогательных систем и иного навесного оборудования двигателя внутреннего сгорания на примере современных двигателей линейки FSI. Описаны рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания и показатели эффективности его работы. Приведён пример теплового, кинематического и динамического расчёта кривошипношатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. Издание предназначено для обучающихся по направлению 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», а также может быть использовано в учебном процессе профильных колледжей по специальности 23.02.07 «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей» и для самообразования. УДК 629.33(075) ББК 39.33я73 Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета ISBN 978-5-8149-3576-2 2 © ОмГТУ, 2022

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДВИГАТЕЛЯХ ЛИНЕЙКИ FSI .............................. 4 Конструкция узлов ...................................................................................... 7 Технические характеристики ..................................................................... 8 Блок цилиндров ......................................................................................... 10 Система вентиляции картера ................................................................... 14 Головка блока цилиндров ......................................................................... 16 Система управления клапанами Audi valvelift system (AVS) ............... 18 Исполнительный элемент системы регулировки фаз газораспределения ................................................................................... 21 Механизм смещения кулачков ................................................................. 22 Форма профиля кулачков ......................................................................... 24 Роликовый рычаг ....................................................................................... 25 Цепной привод газораспределительного механизма ............................ 26 Триовальные звёздочки ............................................................................ 27 Привод навесных агрегатов ..................................................................... 29 Система смазки .......................................................................................... 29 Масляный насос ......................................................................................... 31 Точки перехода на ступень высокого давления ..................................... 34 Клапан регулировки давления масла N428 ............................................ 34 Датчик пониженного давления масла F378 ............................................ 35 Датчик давления масла F22 ...................................................................... 36 Индикатор уровня смазки ......................................................................... 36 Система охлаждения двигателя ............................................................... 38 Термостат ................................................................................................... 40 Инерционная циркуляция охлаждающей жидкости ............................. 42 Система воздушного питания .................................................................. 42 Модуль дроссельной заслонки J338 ........................................................ 43 163

Стр.163

Впускной коллектор с изменяемой геометрией..................................... 45 Датчик положения заслонок впускного коллектора G513 ................... 46 Вакуумная система .................................................................................... 48 Система подачи топлива ........................................................................... 49 Система выпуска отработавших газов .................................................... 51 Блок управления двигателем ................................................................... 52 Техническое обслуживание двигателя .................................................... 55 РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ......................................................................... 56 Процесс впуска и газообмена .................................................................. 56 Процесс сжатия.......................................................................................... 57 Процесс сгорания ...................................................................................... 59 Коэффициент избытка воздуха ................................................................ 62 Продукты сгорания ................................................................................... 63 Состав смеси и её сгорание ...................................................................... 65 Влияние состава смеси на индикаторные показатели двигателя ......... 66 Процесс расширения ................................................................................. 67 Процесс выпуска ....................................................................................... 68 ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ............................................. 69 Методы повышения мощности двигателей ............................................ 69 Определение среднего индикаторного давления в цикле со смешанным подводом теплоты ......................................................... 71 Среднее индикаторное давление цикла с изохорным подводом теплоты ..................................................................................................... 73 Индикаторный коэффициент полезного действия и удельный индикаторный расход топлива ............................................................... 73 Эффективные показатели двигателя ....................................................... 76 Эффективный удельный расход топлива и коэффициент полезного действия .................................................................................................... 79 164

Стр.164

КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ........... 80 Определение основных конструктивных параметров кривошипно-шатунного механизма ...................................................... 80 Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма ................ 82 Перемещение поршня ............................................................................... 85 Скорость поршня ....................................................................................... 87 Ускорение поршня .................................................................................... 90 ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ................ 92 Силы давления газов ................................................................................. 92 Сила давления на поршень ....................................................................... 93 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма ............. 94 Силы инерции ............................................................................................ 96 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме .................................................... 98 ПРИМЕР ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА ДВИГАТЕЛЯ ..................................... 103 ПРИМЕР КИНЕМАТИЧЕСКОГО РАСЧЁТА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ....................................... 135 Перемещение поршня ............................................................................. 135 Скорость поршня ..................................................................................... 136 Ускорение поршня .................................................................................. 137 ПРИМЕР ДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЁТА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ....................................... 139 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма ........... 139 Силы инерции .......................................................................................... 140 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме .................................................. 140 Крутящий момент .................................................................................... 142 Контрольные вопросы ............................................................................ 144 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 145 165

Стр.165

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ........................................................... 145 Приложение 1. СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОРШНЯ ......................................................................... 147 Приложение 2. СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПОРШНЯ .................................................................................. 148 Приложение 3. СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСКОРЕНИЯ ПОРШНЯ ................................................................................ 149 Приложение 4. ЗНАЧЕНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ tgβ ................................................................................................ 150 Приложение 5. ЗНАЧЕНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ 1/cosβ ................................................................................................................ 151 Приложение 6. ЗНАЧЕНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ cos(φ+β)/cosβ .............................................................................. 152 Приложение 7. СРЕДНЯЯ МОЛЬНАЯ ТЕПЛОЁМКОСТЬ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ............................................................................ 153 Приложение 8. НОМОГРАММА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ РАСШИРЕНИЯ ........................................... 154 Приложение 9. РЕЗУЛЬТАТЫ КИНЕМАТИЧЕСКОГО РАСЧЁТА ........ 155 Приложение 10. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА СУММАРНОГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ............................................................................ 157 Приложение 11. РЕЗУЛЬТАТЫ ДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЁТА ........... 158 Приложение 12. ИЛЛЮСТРАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ .............................................................. 162 166

Стр.166