ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ. Протокол от 20 г. 20 ж. хаттама міндетті й баылау жмысы
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
ШЫҒЫС ТЕХНИКАЛЫҚ ГУМАНИТАРЛЫҚ КОЛЛЕДЖІ ВОСТОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКО-ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ БЕКІТЕМІН УТВЕРЖДАЮ Директордың ОІ Зам. директора по УР жөніндегі орынбасары _____________ ________________ Рассмотрено на заседании ЦМК ЦӘК отырысында қаралған Протокол №___от «___»______20___г. «___»______20___ж. №___хаттама __________ ___________ МІНДЕТТІ ҮЙ БАҚЫЛАУ ЖҰМЫСЫ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Оқытушы Преподаватель Яковлев Владимир Сергеевич Предмет Теория автомобилей и двигателей Мамандығы 1201000 «Техническое обслуживание ремонт и эксплуатация автомобильного транспорта» Специальность ___________________________________________________________ (шифр и наименование специальности) (мамандықтың шифры мен атауы) Перечень теоретических вопросов 1-го блока 6. Дайте определение удельной теплоемкости в зависимости от выбранной единицы количества вещества. Удельная истинная и удельная средняя теплоемкость. Удельная теплоёмкость - это отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ). Удельная теплоёмкость - количество теплоты, поглощаемое единицей массы материала при нагревании на 1 °С, выражается в ккал/(кг·°С) или Дж/(кг·К) (ГОСТ 23250-78). Удельная теплоёмкость — это энергия, которая требуется для увеличения температуры 1 грамма чистого вещества на 1°. Параметр зависит от его химического состава и агрегатного состояния: газообразное, жидкое или твёрдое тело. После его открытия начался новый виток развития термодинамики, науки о переходных процессах энергии, которые касаются теплоты и функционирования системы. Как правило, удельная теплоёмкость и основы термодинамики используются при изготовлении радиаторов и систем, предназначенных для охлаждения автомобилей, а также в химии, ядерной инженерии и аэродинамике. Формула для расчёта удельной теплоёмкости (или табл.знач.):  ,где с — удельная теплоёмкость,  — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),M — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,  — разность конечной и начальной температур вещества.Различают истинную и среднюю удельные теплоемкости, которые относят к 1 кг, 1 м3 или 1 кмоль вещества. Теплоемкость, соответствующая бесконечно малому изменению температуры (иначе теплоемкость при данной температуре), называется истинной удельной теплоемкостью:  Средней удельной теплоемкостью называется отношение количества тепла (Q), сообщаемого телу при нагревании или отнимаемого при охлаждении, к изменению температуры:  29. Сравнительная оценка действительных циклов карбюраторных двигателей и дизелей. На современных автомобилях применяются как карбюраторные двигатели, так и дизели. По сравнению с карбюраторными двигателями дизели имеют следующие преимущества: • более высокая топливная экономичность (на 30—40 %); • больше крутящий момент (на 15—20 %) при одинаковой мощности; • меньшая пожароопасность; • меньшая токсичность; • высокая надежность. К недостаткам дизеля, при сравнении их с карбюраторными двигателями, можно отнести: • большую массу и габаритные размеры при одинаковой мощности; • более трудный пуск, особенно в зимнее время года; • повышенный уровень шума; • высокую стоимость топливной аппаратуры; • меньшую мощность; • значительное содержание сажи в отработавших газах. В двухтактных ДВС рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала. Схема двухтактного дизеля представлена на рис.1.  а — первый такт; б — второй такт Рис. 1. Схема работы двухтактного дизеля: 1 — картер; 2 — цилиндр; 3 — насос; 4 — впускное окно; 5 — головка блока цилиндра; 6 — форсунка; 7 — выпускное окно; 8 — поршень; Воздух насосом 3 нагнетается через впускное (продувочное) окно 4 в цилиндр. В нижней части цилиндра напротив впускного окна имеется выпускное окно 7. В головке 5 блока цилиндра установлены форсунки 6. Первый такт (рис. 1, а) совершается при движении поршня от НМТ к ВМТ за счет кинетической энергии маховика двигателя. Оба окна открыты. Нагнетаемый через впускное окно 4 воздух вытесняет из цилиндра оставшиеся в нем отработавшие газы, которые выходят через выпускное окно 7. Таким образом происходит очистка цилиндра от отработавших газов и заполнение его свежим зарядом. Движущийся вверх поршень 8 сначала закрывает впускное окно, а затем выпускное окно. С этого момента начинается процесс сжатия, в конце которого через форсунку 6 впрыскивается топливо. Таким образом, за первую половину оборота коленчатого вала совершаются процессы наполнения и сжатия, и начинается сгорание топлива. Второй такт (рис 1, б), происходит при движении поршня от ВМТ к НМТ. В результате выделения теплоты при сгорании топлива повышается температура и давление внутри цилиндра. Поршень перемещается вниз, совершая полезную работу. Как только поршень открывает выпускное окно, отработавшие газы под давлением начинают выходить в окружающую среду. К моменту открытия впускного окна давление внутри цилиндра снижается настолько, что возможна очистка цилиндра путем вытеснения отработавших газов свежим зарядом воздуха, подаваемым в цилиндр насосом 3. Этот процесс называется продувкой цилиндра. При этом одновременно с вытеснением отработавших газов происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. Далее все процессы повторяются в той же последовательности. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя аналогичен рабочему циклу двухтактного дизеля. Отличие состоит в том, что в цилиндр поступает не чистый воздух, а горючая смесь, и в конце процесса сжатия в цилиндре посредством свечи зажигания подается искра, в результате чего происходит воспламенение горючей смеси. Одним из преимуществ двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным является то, что каждый рабочий ход здесь совершается за один оборот коленчатого вала, а не за два. Существенными недостатками двухтактных двигателей является их низкая топливная экономичность и меньший срок службы по сравнению с четырехтактными. Этими недостатками, а также большей токсичностью отработавших газов объясняется ограниченное применение двухтактных двигателей на автомобилях. В дизеле в отличие от карбюраторного двигателя через впускной клапан подается не горючая смесь, а чистый воздух, а топливо впрыскивается через форсунку в конце такта сжатия. Рабочие процессы происходят следующим образом. Такт впуска (рис. 2). Поршень 2 движется от ВМТ к НМТ, впускной клапан 5 открыт, выпускной клапан 6 закрыт. В цилиндр 7 из-за разности давлений в окружающей среде и в цилиндре поступает воздух. Давление в цилиндре в конце такта 0,08—0,09 МПа, температура 40-70 °С. Такт сжатия. Оба клапана закрыты. Поршень 2 движется от НМТ к ВМТ, сжимая воздух. Давление в конце такта сжатия 3—6 МПа, температура 450—650 °С (превышает температуру самовоспламенения топлива). При положении поршня, близком к ВМТ, в цилиндр через форсунку 3 впрыскивается жидкое топливо, которое подается насосом / высокого давления. Форсунка обеспечивает тонкое распыление топлива в сжатом воздухе. Распыленное топливо воспламеняется и сгорает. В результате сгорания температура в цилиндре достигает 1600—1900 °С, давление 6—9 МПа. Такт расширения (рабочий ход). Оба клапана закрыты. Поршень 2 под давлением расширяющихся газов движется от ВМТ к НМТ и через шатун воздействует на коленчатый вал, совершая полезную работу. Топливо, не успевшее сгореть в конце такта сжатия, догорает в начале такта расширения. К концу рабочего хода давление газов уменьшается до 0,2—0,4 МПа, а температура — до 700—900 °С. Такт выпуска. Выпускной клапан 6 открывается. Поршень движется от НМТ к ВМТ и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в окружающую среду. К концу такта давление газов в цилиндре составляет 0,11—0,12 МПа, а температура — 600—700 °С. Далее рабочий цикл повторяется Впуск Сжатие Расширение Выпуск (рабочий ход)  Рис. 2. Рабочий цикл четырехтактного дизеля: / — топливный насос высокого давления; 2 — поршень; 3 — форсунка; 4 — воздушный фильтр; 5 — впускной клапан; 6 — выпускной клапан; 7 — цилиндр Таким образом, в четырехтактном двигателе только один такт — рабочий ход является полезным с точки зрения совершения полезной работы, остальные три вспомогательные, они осуществляются за счет кинетической энергии маховика, закрепленного на конце коленчатого вала. 54. Вспомогательные устройства карбюраторов: система холостого хода, экономайзер принудительного холостого хода, устройства для облегчения пуска двигателя. Пояснения давать с приведением схем. Главная дозирующая система карбюратора приготавливает смесь необходимого состава только на средних нагрузках при установившемся режиме работы двигателя. Карбюратор, имеющий только одну такую дозирующую систему, отрегулированную на экономичную работу двигателя, не обеспечивает получения максимальной мощности при полном открытии дроссельной заслонки, надежной работы двигателя на холостом ходу при минимальной частоте вращения n, а также его хорошей приемистости и надежного пуска при различных температурах окружающей среды. Для устранения указанных недостатков карбюратор снабжают специальными вспомогательными устройствами: экономайзером, эконостатом, ускорительным насосом, системами холостого хода и пуска. Кроме того, современные карбюраторы часто имеют ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя. Карбюраторы двигателей автомобилей, работающих в высокогорных условиях, могут быть оборудованы высотными корректорами.  Рис.3 Элементы карбюратора: а — работа воздушной заслонки; б — система холостою хода: 1— распылитель; 2 — воздушная заслонка; 3 — клапан; 4 — пружина; 5 — смесительная камера; 6 — дроссельная заслонка; 7— главный жиклер; 8 — воздушный жиклер системы холостого хода; 9 — топливный жиклер системы холостого хода; 10 — канал системы холостого хода; 13 — отверстия системы холостого хода; 12 — регулировочный винт. Пусковое устройство. Пусковое устройство (рис. 3, а) предназначено для значительного обогащения (а от 0,2 до 0,6) горючей смеси при пуске холодного двигателя и представляет собой воздушную заслонку с автоматическим клапаном. Частота вращения коленчатого вала при пуске двигателя низкая, поэтому скорость воздуха, а следовательно, и разрежение в диффузоре небольшие. В смесительную камеру поступает недостаточное количество топлива и для компенсации смесь искусственно обогащают. Воздушной заслонкой перекрывают воздушный патрубок перед диффузором. При этом количество воздуха, поступающего в карбюратор, уменьшается, а разрежение значительно увеличивается, и топливо фонтанирует из распылителя главной дозирующей системы. При первых вспышках в цилиндрах открывается автоматический клапан, и воздух поступает в смесительную камеру. По мере прогрева двигателя постепенно открывается воздушная заслонка. Система холостого хода (рис. 3, б) служит для приготовления обогащенной (а от 0,7 до 0,9) горючей смеси при работе двигателя в режиме хо лостого хода при малой частоте вращения коленчатого вала, когда главная дозирующая система не работает. Система холостого хода состоит из топливного канала, в начале которого установлен топливный жиклер, затем воздушный жиклер. Заканчивается канал двумя отверстиями: одно до дроссельной заслонки, второе за ней. С помощью регулировочного винта изменяется количество и качество горючей смеси. При работе двигателя в режиме холостого хода разрежение в диффузоре при небольшом расходе воздуха незначительно и главная дозирующая система не работает. При этом значительно увеличивается разрежение в полости за закрытой дроссельной заслонкой. Эта полость сообщается через отверстие с полостью под дроссельной заслонкой посредством топливного канала, вследствие чего из поплавковой камеры начинает поступать топливо через топливный жиклер системы холостого хода, а через воздушный жиклер подсасывается воздух. Пузырьки воздуха, смешиваясь с топливом, образуют топливовоздушную эмульсию, которая поступает фонтаном через отверстие под дроссельной заслонкой в смесительную камеру. Получается обогащенная горючая смесь постоянного состава, что необходимо для устойчивой работы двигателя без нагрузки. Количество поступающей эмульсии можно изменять с помощью регулировочного винта. При открытии дроссельной заслонки расход воздуха увеличивается, а разрежение в полости за заслонкой уменьшается, но обеднения смеси не происходит, так как оба отверстия канала системы холостого хода оказываются за дроссельной заслонкой и через них поступает эмульсия, чем и поддерживается необходимый состав горючей смеси. Тем самым обеспечивается плавный переход от режима холостого хода к режимам нагрузки. Система компенсации горючей смеси (рис. 4) обеспечивает приготовление обедненной (а от 1,05 до 1,1) экономичной горючей смеси постоянного состава при работе двигателя на средних нагрузках. В карбюраторах применяют следующие способы компенсации горючей смеси: • регулирование разрежения в диффузоре; • установка двух жиклеров — главного и компенсационного; • пневматическое торможение истечения топлива в главной дозирующей системе.  Рис. 4. Работа системы компенсации горючей смеси пневматическим торможением истечения топлива; 1 — распылитель; 2 — воздушная заслонка; 3 — воздушный жиклер; 4 — топливный колодец; 5 — трубка; 6 — поплавковая камера; 7 — главный жиклер; 8 — дроссельная заслонка; 9 — диффузор Наибольшее распространение получил способ пневматического торможения истечения топлива, где в систему компенсации входит промежуточный колодец, в котором установлена эмульсионная трубка с калиброванными отверстиями в стенках. В верхней части трубки установлен воздушный жиклер. При работе двигателя топливо поступает из поплавковой камеры через главный жиклер и заполняет промежуточный колодец и полость эмульсионной трубки. При движении воздуха через диффузор происходит истечение топлива из колодца. Скорость истечения увеличивается. Уровень топлива в колодце падает, и обнажаются отверстия эмульсионной трубки, через которые воздух через воздушный жиклер системы поступает в колодец, смешиваясь с топливом. Образуется топливовоздушная эмульсия, которая поступает через главный распылитель в смесительную камеру, образуя обедненную горючую смесь постоянного состава, что необходимо для работы двигателя на всем диапазоне средних нагрузок. Экономайзер служит для обогащения (а от 0,85 до 0,9) горючей смеси при работе двигателя на полных нагрузках, подавая дополнительное количество топлива в смесительную камеру. Привод экономайзера может быть механическим или пневматическим. Экономайзер (рис. 5, а) состоит из клапана с пружиной, установленного в поплавковой камере карбюратора, топливного жиклера, распылителя, топливного канала, толкателя с подвижной стойкой, соединенной с дроссельной заслонкой. При переходе двигателя на режим полной нагрузки, что соответствует открытию дроссельной заслонки больше чем на 80—85 %, толкатель приводной планки входит в контакт с клапаном и открывает его. Топливо через жиклер поступает в смесительную камеру, приготавливая обогащенную горючую смесь постоянного состава, что необходимо для работы двигателя на полных нагрузках. Ускорительный насос (рис. 5, б) служит для обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, улучшая приемистость двигателя. Насос может быть с механическим или пневматическим приводом. Он может быть установлен отдельно либо объединен с экономайзером. Ускорительный насос состоит из топливного колодца, поршня со штоком и пружиной, обратного клапана, нагнетательного клапана, топливного канала распылителя, жиклера. В некоторых случаях (обгон, подъем) режим работы двигателя резко меняется. При резком открытии дроссельной заслонки наступает обеднение смеси, так как расход воздуха и подача топлива увеличиваются неодинаково. Для устранения временного обеднения горючей смеси в карбюраторе имеется ускорительный насос.  Рис. 5. Дополнительные устройства карбюратора: а — экономайзер с механическим приводом; б — ускорительный насос; 1 — жиклер экономайзера; 2 — тяга; 3 — пружина; 4 — клапан экономайзера; 5 — шток; 6 — главный жиклер; 7 — смесительная камера; 8 — дроссельная заслонка; 9 — жиклер ускорительного насоса; 10 — рычаг; 11 — обратный клапан; 12 — поршень; 13 — поводок; 14 — клапан ускорительного насоса При резком открытии дроссельной заслонки усилие от приводной планки передается через пружину поршню. В полости под поршнем создается повышенное давление топлива, вследствие чего обратный клапан закрывается. Так как данная полость соединена топливным каналом с нагнетательным клапаном, он открывается, и топливо через распылитель поступает фонтаном в смесительную камеру. Пружина штока, разжимаясь, поддерживает давление впрыска топлива, что необходимо для заполнения топливом главной дозирующей системы. При плавном открытии дроссельной заслонки ускорительный насос не работает, так как топливо из колодца вытесняется поршнем через открытый обратный клапан. |