Основы механики. Основы двигателя автомобиля


Основы механики | Двигатель автомобиля

Механика как наука описывает перемещение материальных тел и взаимодействие между ними. Эта информация требуется любому конструктору для проектирования машин и механизмов. В данной главе изложены основы двух разделов механики — кинематики (наука о движении тел) и динамики (наука о движущих силах) двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Рис. Поршневой двигатель

Двигатели с принудительным искровым зажиганием и дизельные двигатели в общем виде представляют собой как поршневые, так и роторно-поршневые машины. Оба термина подразумевают движение поршня как основу работы механизма. В поршневом двигателе поршень поступательно перемещается вперед и назад между двумя мертвыми точками — верхней и нижней.

Рис. Роторно-поршневой двигатель

Расстояние между двумя мертвыми точками называется рабочим ходом поршня Н. На рисунке схематически изображен роторнопоршневой двигатель. Здесь ротор (который выполняет роль поршня) вращается вокруг собственного центра и в то же время вращается с эксцентриситетом вокруг центра картера.

Простейший поршневой двигатель состоит из поршня, шатуна и коленчатого вала. Направляющей поршня является цилиндр. Коленчатый вал размещен в картере Роторно-поршневой двигатель двигателя. Преобразование кинетической энергии газов в механическую работу происходит на верхней стороне (днище) поршня. Возникающие при этом усилия передаются от поршня через шатун на коленчатый вал. В результате возвратно-поступательные движения поршня преобразуются во вращательное движение коленчатого вала, на котором возникает крутящий момент, передающийся далее на трансмиссию и ведущие колеса автомобиля.

Простейший роторно-поршневой двигатель состоит из ротора и эксцентрикового вала, размещенных в картере двигателя. На трех торцевых поверхностях ротора происходит преобразование кинетической энергии газов в механическую работу. Возникающие при этом усилия, воздействуя на торцевые поверхности ротора, приводят ротор во вращение. Крутящий момент от ротора через эксцентриковый вал передается на трансмиссию и ведущие колеса автомобиля. Поскольку направление вращения ротора не меняется, мертвые точки в механизме отсутствуют. Роторно-поршневой двигатель в сравнении с поршневым обладает следующими преимуществами:

  • не требуется преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное;
  • не возникают свободные силы инерции.

Впервые создать двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем (ротором) и решить проблему герметизации картера удалось Феликсу Ванкелю (Felix Wankei, 1902—1988 гг.) в 1954 г. Этот двигатель был изготовлен в компании «NSU» и был впервые запущен в 1957 г. Через несколько лет интенсивных исследовательских и опытно-конструкторских работ роторно-поршневой двигатель, который назвали в честь его изобретателя двигателем Ванкеля, был готов к эксплуатации. Сегодня он в ограниченных количествах используется в промышленности, а также для приведения в движение сухопутных, морских и воздушных транспортных средств.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Книга «Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля»

Книга «Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля»

Название: Основы теории автомобильных двигателей и автомобиляАвтор: Стуканов В. А.Издательство: Форум, Инфра-МГод: 2005Страниц: 368ISBN: 5-8199-0113-4, 5-16-001616-3Качество: ХорошееСерия или Выпуск: Профессиональное образование

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, основные уравнения гидродинамики и карбюрации, факторы, влияющие на эффективные показатели двигателей. Изложены основы кинематики, динамики и уравновешивания поршневых ДВС. Во второй части рассмотрены вопросы динамики прямолинейного движения и поворота автомобиля, а также управляемость, проходимость и другие его эксплуатационные свойства.

СодержаниеСодержание:

ВведениеЧАСТЬ I ОСНОВЫ ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙГлава 1. Основы технической термодинамики1.1. Понятие о термодинамическом процессе1.2. Второй закон термодинамикиГлава 2. Теоретические циклы ДВС2.1. Классификация тепловых двигателей2.2. Принцип работы ДВС2.3. Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме2.4. Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении2.5. Цикл со смешанным подполом теплоты2.6. Сравнение различных циклов ДВСГлава 3. Действительные циклы ДВС3.1. Отличие действительных циклов четырехтактных двигателей от теоретических3.2. Процессы газообменаокружающей среды3.3. Процесс сжатия3.4. Процесс сгорания3.5. Процесс расширенияГлава 4. Энергетические и экономические показатели работы ДВС4.1. Действительная индикаторная диаграмма4.2. Индикаторные показатели4.3. Механические потери4.4. Эффективные показателиГлава 5. Тепловой баланс двигателя5.1. Уравнение теплового баланса5.2. Влияние различных факторов на тепловой баланс двигателяГлава 6. Гидродинамика6.1. Физические свойства жидкости6.2. Поток жидкости и его параметры6.3. Основные законы гидродинамики6.4. Истечение жидкости из малых отверстий и насадокГлава 7. Карбюрация и карбюраторы7.1. Требования, предъявляемые к карбюратору7.2. Элементарный карбюратор7.3. Течение воздуха по впускному тракту7.4. Истечение топлива из жиклера7.5. Характеристики элементарного и идеального карбюраторов7.6. Главная дозируюшая система7.7. Вспомогательные устройстваГлава 8. Смесеобразование в дизеле8.1. Классификация камер сгорания8.2. Способы смесеобразования8.3. Распыление топлива8.4. Образование горючей смеси и воспламенение топливаГлава 9. Испытания двигателей9.1. Вилы испытаний и их назначение9.2. Испытательные стенды9.4. Требования техники безопасности при проведении испытанийГлава 10. Характеристики ДВС10.1. Общие сведения10.2. Нагрузочная характеристика10.3. Скоростные характеристики10.4. Регулировочные характеристикиГлава 11. Кинематика кривошипно-шатунного механизма11.1. Типы КШМ11.2. Кинематика центрального КШМ11.3. Отношение хода поршня к диаметру цилиндраГлава 12. Динамика КШМ12.1. Силы давления газов12.2. Силы инерции12.3. Суммарные силы, действующие в КШМ12.4. Порядок работы цилиндров двигателя в зависимости от расположения кривошипов и числа цилиндровГлава 13. Уравновешивание двигателей13.1. Силы и моменты, вызывающие неуравновешенность двигателя13.2. Уравновешивание одноцилиндрового двигателя13.3. Уравновешивание четырехцилиндрового рядного двигателя13.4. Уравновешивание шести- и восьмицилиндровых двигателей13.5. Балансировка коленчатого вала13.6. Крутильные колебания коленчатого валаЧАСТЬ II ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯГлава 1. Эксплуатационные свойства автомобиля1.1. Требования, предъявляемые к конструкции автомобиля1.2. Определения эксплуатационных свойств автомобиляГлава 2. Силы, действующие на автомобиль при движении2.1. Скоростная характеристика двигателя2.2. Тяговая характеристика2.3. Силы и моменты, действующие на ведущие колеса2.4. Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении2.5. Нормальная реакция дороги2.6. Уравнение движения автомобиляГлава 3. Тяговая динамичность автомобиля3.1. Силовой и мощностной балансы автомобиля3.2. Динамическая характеристика автомобиля3.3. Динамический паспорт автомобиля3.4. Разгон автомобиля3.5. Динамическое преодоление подъемов3.6. Движение автомобиля накатом3.7. Влияние конструктивных факторов на тяговую динамичность автомобиля3.8. Тяговые показатели автопоездовГлава 4. Тяговые испытания автомобиля4.1. Испытания автомобиля на динамичность. Вилы, методы и условия испытаний4.2. Аппаратура для дорожных испытаний автомобиля на динамичность4.3. Стенды для испытания автомобиля на динамичностьГлава 5. Тормозная динамичность автомобиля5.1. Безопасность движения и тормозной момент5.2. Тормозная сила и уравнение движения автомобиля при торможении5.3. Показатели тормозной динамичности автомобиля5.4. Распределение тормозной силы между мостами автомобиля5.5. Способы торможения автомобиля5.6. Особенности торможения автопоезда5.7. Дорожно-транспортная экспертиза5.8. Определение показателей тормозной динамичности автомобиляГлава 6. Топливная экономичность автомобиля6.1. Показатели топливной экономичности6.2. Топливно-экономические характеристики автомобиля6.3. Факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля6.4. Топливная экономичность автопоезда6.5. Нормы расхода топливаГлава 7. Устойчивость автомобиля7.1. Поперечная устойчивость автомобиля7.2. Продольная устойчивость автомобиляГлава 8. Управляемость автомобиля8.1. Критическая скорость по условиям управляемости8.2. Увод колеса и поворачиваемость автомобиля8.3. Соотношение углов поворота управляемых колес8.4. Колебания управляемых колес8.5. Стабилизация управляемых колесГлава 9. Проходимость автомобиля9.1. Геометрические факторы проходимости9.2. Тяговые и опорно-сцепные показатели проходимости9.3. Конструктивные факторы проходимости автомобиля9.4. Способы увеличения проходимости автомобиляГлава 10. Плавность хода автомобиля10.1. Влияние вибрации на человека10.2. Показатели плавности хода10.3. Плавность хода автомобиля10.4. Способы повышения плавности хода автомобиляСписок литературы

knigivmir.ru

Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля - 18 Ноября 2012

Содержание:

Введение ЧАСТЬ I ОСНОВЫ ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Глава 1. Основы технической термодинамики 1.1. Понятие о термодинамическом процессе    1.1.1. Рабочее тело и параметры его состояния    1.1.2. Законы идеальных газов    1.1.3. Уравнение состояния идеальных газов 1.2. Второй закон термодинамики    1.2.1. Физическая основа второго закона термодинамики    1.2.2. Цикл теплового двигателя    1.2.3. Цикл Карно    1.2.4. Идеальный цикл компрессора Глава 2. Теоретические циклы ДВС 2.1. Классификация тепловых двигателей 2.2. Принцип работы ДВС 2.3. Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме    2.3.1. Параметры характерных точек    2.3.2. Определение внешней теплоты и работы цикла    2.3.3. Термический КПД цикла 2.4. Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении 2.5. Цикл со смешанным подполом теплоты 2.6. Сравнение различных циклов ДВС Глава 3. Действительные циклы ДВС 3.1. Отличие действительных циклов четырехтактных двигателей от теоретических    3.1.1. Индикаторная диаграмма 3.2. Процессы газообмена    3.2.1. Влияние фаз газораспределения на процессы газообмена    3.2.2. Параметры процесса газообмена    3.2.3. Уравнение коэффициента наполнения    3.2.4. Факторы, влияющие на процессы газообмена    3.2.5. Токсичность отработавших газов и пути предотвращения загрязнения окружающей среды 3.3. Процесс сжатия    3.3.1. Параметры процесса сжатия 3.4. Процесс сгорания    3.4.1. Скорость сгорания    3.4.2. Химические реакции при сгорании    3.4.3. Процесс сгорания в карбюраторном двигателе    3.4.4. Факторы, влияющие на процесс сгорания в карбюраторном двигателе    3.4.5. Детонация    3.4.6. Процесс сгорания топливной смеси в дизеле    3.4.7. Жесткая работа дизеля 3.5. Процесс расширения    3.5.1. Назначение и протекание процесса расширения    3.5.2. Параметры процесса расширения Глава 4. Энергетические и экономические показатели работы ДВС 4.1. Действительная индикаторная диаграмма 4.2. Индикаторные показатели    4.2.1. Среднее индикаторное давление    4.2.2. Индикаторная мощность    4.2.3. Индикаторный КПД 4.3. Механические потери 4.4. Эффективные показатели    4.4.1. Среднее эффективное давление и эффективная мощность    4.4.2. Механический и эффективный КПД двигателя    4.4.3. Удельный эффективный расход топлива    4.4.4. Литровая мощность    4.4.5. Способы повышения мощности двигателя Глава 5. Тепловой баланс двигателя 5.1. Уравнение теплового баланса 5.2. Влияние различных факторов на тепловой баланс двигателя Глава 6. Гидродинамика 6.1. Физические свойства жидкости 6.2. Поток жидкости и его параметры 6.3. Основные законы гидродинамики    6.3.1. Уравнение неразрывности потока    6.3.2. Уравнение Бернулли 6.4. Истечение жидкости из малых отверстий и насадок    6.4.1. Истечение жидкости из малых отверстий    6.4.2. Истечение жидкости из насадок Глава 7. Карбюрация и карбюраторы 7.1. Требования, предъявляемые к карбюратору 7.2. Элементарный карбюратор 7.3. Течение воздуха по впускному тракту 7.4. Истечение топлива из жиклера 7.5. Характеристики элементарного и идеального карбюраторов    7.5.1. Характеристика элементарного карбюратора    7.5.2. Характеристика идеального карбюратора 7.6. Главная дозируюшая система 7.7. Вспомогательные устройства Глава 8. Смесеобразование в дизеле 8.1. Классификация камер сгорания 8.2. Способы смесеобразования    8.2.1. Объемный способ смесеобразования    8.2.2. Пленочный и объемно-пленочный способы смесеобразования    8.2.3. Сравнительная оценка различных способов смесеобразования 8.3. Распыление топлива 8.4. Образование горючей смеси и воспламенение топлива Глава 9. Испытания двигателей 9.1. Вилы испытаний и их назначение 9.2. Испытательные стенды    9.2.1. Тормозные устройства и динамометры    9.2.2. Приборы для измерения частоты вращения коленчатого вала    9.2.3. Приборы для измерения давления    9.2.4. Приборы для измерения температуры    9.2.5. Приборы и устройства для измерения расхода воздуха    9.2.6. Приборы и устройства для определения расхода топлива    9.2.7. Прибор для определения утла опережения зажигания    9.2.8. Индикаторы 9.4. Требования техники безопасности при проведении испытаний Глава 10. Характеристики ДВС 10.1. Общие сведения 10.2. Нагрузочная характеристика    10.2.1. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя    10.2.2. Нагрузочная характеристика дизельного двигателя 10.3. Скоростные характеристики    10.3.1. Внешняя скоростная характеристика Карбюраторного двигателя    10.3.2. Внешняя скоростная характеристика дизеля    10.3.3. Приемистость и самоприспособляемость двигателей    10.3.4. Частичные скоростные характеристики    10.3.5. Характеристики холостого хода 10.4. Регулировочные характеристики    10.4.1. Регулировочная характеристика по составу смеси    10.4.2. Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания Глава 11. Кинематика кривошипно-шатунного механизма 11.1. Типы КШМ 11.2. Кинематика центрального КШМ    11.2.1. Перемещение поршня    11.2.2. Скорость поршня    11.2.3. Ускорение поршня 11.3. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра Глава 12. Динамика КШМ 12.1. Силы давления газов 12.2. Силы инерции    12.2.1. Приведение масс деталей КШМ    12.2.2. Определение сил инерции 12.3. Суммарные силы, действующие в КШМ    12.3.1. Силы, действующие на шейки коленчатого вала    12.3.2. Аналитическое и графическое представление сил и моментов 12.4. Порядок работы цилиндров двигателя в зависимости от расположения кривошипов и числа цилиндров Глава 13. Уравновешивание двигателей 13.1. Силы и моменты, вызывающие неуравновешенность двигателя    13.1.1. Условия уравновешенности    13.1.2. Способы уравновешивания 13.2. Уравновешивание одноцилиндрового двигателя 13.3. Уравновешивание четырехцилиндрового рядного двигателя 13.4. Уравновешивание шести- и восьмицилиндровых двигателей    13.4.1. Уравновешивание четырехтактного однорядного шестицилиндрового двигателя    13.4.2. Уравновешивание четырехтактного V-образного шестицилиндрового двигателя с углом развала    13.4.3. Уравновешивание четырехтактного V-образного восьмицилиндрового двигателя 13.5. Балансировка коленчатого вала 13.6. Крутильные колебания коленчатого вала    13.6.1. Гасители крутильных колебаний ЧАСТЬ II ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ Глава 1. Эксплуатационные свойства автомобиля 1.1. Требования, предъявляемые к конструкции автомобиля 1.2. Определения эксплуатационных свойств автомобиля Глава 2. Силы, действующие на автомобиль при движении 2.1. Скоростная характеристика двигателя 2.2. Тяговая характеристика 2.3. Силы и моменты, действующие на ведущие колеса    2.3.1. Сила тяги на ведущих колесах    2.3.2. КПД трансмиссии 2.4. Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении 2.5. Нормальная реакция дороги 2.6. Уравнение движения автомобиля    2.6.1. Сила тяги по сцеплению    2.6.2. Условия возможности движения Глава 3. Тяговая динамичность автомобиля 3.1. Силовой и мощностной балансы автомобиля    3.1.1. Силовой баланс    3.1.2. Мощностной баланс 3.2. Динамическая характеристика автомобиля 3.3. Динамический паспорт автомобиля    3.3.1. Номограмма нагрузок    3.3.2. График контроля буксования 3.4. Разгон автомобиля 3.5. Динамическое преодоление подъемов 3.6. Движение автомобиля накатом 3.7. Влияние конструктивных факторов на тяговую динамичность автомобиля    3.7.1. Масса автомобиля    3.7.2. Размеры и форма автомобиля    3.7.3. Передаточное число трансмиссии    3.7.4. КПД трансмиссии    3.7.5. Скоростная характеристика двигателя 3.8. Тяговые показатели автопоездов Глава 4. Тяговые испытания автомобиля 4.1. Испытания автомобиля на динамичность. Вилы, методы и условия испытаний 4.2. Аппаратура для дорожных испытаний автомобиля на динамичность 4.3. Стенды для испытания автомобиля на динамичность Глава 5. Тормозная динамичность автомобиля 5.1. Безопасность движения и тормозной момент 5.2. Тормозная сила и уравнение движения автомобиля при торможении    5.2.1. Тормозная сила    5.2.2. Уравнение движения автомобиля при торможении 5.3. Показатели тормозной динамичности автомобиля    5.3.1. Замедление при торможении автомобиля    5.3.2. Время торможения    5.3.3. Тормозной путь    5.3.4 Показатели интенсивности торможения 5.4. Распределение тормозной силы между мостами автомобиля 5.5. Способы торможения автомобиля 5.6. Особенности торможения автопоезда 5.7. Дорожно-транспортная экспертиза 5.8. Определение показателей тормозной динамичности автомобиля    5.8.1. Аппаратура для испытаний Глава 6. Топливная экономичность автомобиля 6.1. Показатели топливной экономичности 6.2. Топливно-экономические характеристики автомобиля 6.3. Факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля 6.4. Топливная экономичность автопоезда 6.5. Нормы расхода топлива Глава 7. Устойчивость автомобиля 7.1. Поперечная устойчивость автомобиля    7.1.1. Показатели поперечной устойчивости    7.1.2. Силы, действующие на автомобиль при повороте    7.1.3. Критическая скорость заноса и опрокидывания    7.2.4. Критический угол уклона дороги    7.1.5. Занос автомобиля    7.1.6. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на поперечную устойчивость автомобиля 7.2. Продольная устойчивость автомобиля Глава 8. Управляемость автомобиля 8.1. Критическая скорость по условиям управляемости 8.2. Увод колеса и поворачиваемость автомобиля    8.2.1. Увод колеса    8.2.2. Поворачиваемость автомобиля 8.3. Соотношение углов поворота управляемых колес 8.4. Колебания управляемых колес 8.5. Стабилизация управляемых колес    8.5.1. Упругая стабилизация    8.5.2. Стабилизация наклоном шкворней    8.5.3. Развал и схождение управляемых колес Глава 9. Проходимость автомобиля 9.1. Геометрические факторы проходимости 9.2. Тяговые и опорно-сцепные показатели проходимости 9.3. Конструктивные факторы проходимости автомобиля 9.4. Способы увеличения проходимости автомобиля Глава 10. Плавность хода автомобиля 10.1. Влияние вибрации на человека 10.2. Показатели плавности хода 10.3. Плавность хода автомобиля 10.4. Способы повышения плавности хода автомобиля Список литературы

sinludmila.ucoz.ru