Рабочие процессы и динамика судовых двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие + CD

Изложены теория рабочих процессов судового дизеля, анализ параметров и показателей цикла. Рассмотрен термодинамический анализ циклов дизеля, дана их простейшая математическая модель.
Описаны процессы смесеобразования и сгорания в дизеле, типы камеры сгорания. Проанализировано влияние различных факторов на параметры и показатели внутрицилиндровых процессов.
Рассмотрены кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма, причины неравномерности вращения коленчатого вала, внешней неуравновешенности дизеля, освещены принципы его уравновешивания.
Предназначено для курсантов и студентов специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок», изучающих дисциплину «Судовые двигатели внутреннего сгорания», а также для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры», при изучении ими дисциплины «Судовое главное энергетическое оборудование». Пособие может быть использовано при изучении теоретического материала, выполнении внеаудиторной самостоятельной работы, курсового и дипломного проектирования курсантами и студентами различных уровней подготовки — бакалавров, магистров и дипломированных специалистов.

Оглавление
Предисловие
Введение
Глава 1. Общие сведения о судовых двигателях внутреннего сгорания
1.1. Особенности судового поршневого ДВС как теплового двигателя
1.2. Классификация поршневых ДВС
1.3. Условные обозначения дизелей
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 2. Идеальные циклы судовых ДВС
2.1. Классификация моделей циклов ДВС
2.2. Следствие второго закона термодинамики
2.3. Допущения, принятые при рассмотрении идеальных циклов ДВС
2.4. Термический КПД цикла
2.5. Представление идеальных циклов в координатах р - v и Т - s
2.6. Термический КПД цикла ДВС и его зависимость от основных факторов при различных способах подвода теплоты
2.7. Сопоставление идеальных циклов ДВС с различными способами подвода теплоты
2.8. Идеальные циклы ДВС с газотурбинным импульсным наддувом и наддувом при постоянном давлении перед турбиной
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 3. Рабочие циклы судовых ДВС
3.1. Рабочий цикл четырехтактного дизеля без наддува: схема работы, индикаторная диаграмма, фазы газораспределения
3.2. Развернутая индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля без наддува
3.3. Круговая диаграмма газораспределения четырехтактного дизеля
3.4. Рабочий цикл четырехтактного дизеля с наддувом
3.5. Рабочий цикл двухтактного дизеля
3.6. Сравнение основных свойств двух- и четырехтактных дизелей
Выводы.
Контрольные вопросы
Глава 4. Расчетные циклы судовых ДВС. Процесс наполнения в дизеле
4.1. Расчетный цикл ДВС как модель реальных процессов, происходящих в двигателе
4.2. Требования к качеству наполнения цилиндра
4.3. Схема процесса наполнения
4.4. Факторы, влияющие на качество наполнения цилиндра
4.5. Коэффициент остаточных газов и коэффициент наполнения
4.6. Анализ влияния различных факторов на коэффициент наполнения
4.7. Температура и давление заряда цилиндра в конце наполнения
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 5. Процесс сжатия в дизеле
5.1. Назначение и общая характеристика процесса сжатия в дизеле
5.2. Изменение показателя политропы в процессе сжатия, средний показатель политропы сжатия
5.3. Влияние различных факторов на показатель политропы сжатия
5.4. Уравнение среднего показателя политропы сжатия
5.5. Геометрическая и действительная степень сжатия
5.6. Параметры заряда цилиндра в конце процесса сжатия
5.7. Выбор степени сжатия
5.8. Среднее давление сжатия. Уравнение работы сжатия
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 6. Процессы смесеобразования и сгорания в дизеле
6.1. Способы смесеобразования и типы камеры сгорания
6.2. Сравнение различных способов смесеобразования и типов камеры сгорания
6.3. Фазы процесса сгорания топлива в дизеле
6.4. Формула теоретически необходимого количества воздуха для сгорания топлива
6.5. Коэффициент избытка воздуха для сгорания и его выбор
6.6. Состав и количество продуктов сгорания
6.7. Уравнение теплоемкости рабочего тела с учетом доли сгоревшего топлива
6.8. Потери теплоты при сгорании топлива в дизеле
6.9. Уравнение сгорания топлива в дизеле. Расчет максимальной температуры и других параметров цикла
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 7. Процесс расширения в дизеле
7.1. Изменение показателя политропы в процессе расширения. Средний показатель политропы расширения
7.2. Влияние различных факторов на средний показатель политропы расширения
7.3. Уравнение среднего показателя политропы расширения
7.4. Расчет давления и температуры заряда цилиндра в конце процесса расширения
7.5. Уравнение работы в процессе расширения заряда цилиндра. Работа замкнутого цикла
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 8. Процессы выпуска и продувки цилиндра в дизеле
8.1. Фазы процесса выпуска в четырехтактном двигателе
8.2. Особенности газообмена в двухтактном двигателе
8.3. Потери давления в выпускном тракте
8.4. Параметры продувки цилиндров двигателя и связь между параметрами
8.5. Массовый и объемный расход газов через двигатель
8.6. Расчет температуры газов в выпускном коллекторе
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 9. Показатели рабочего цикла поршневого ДВС и двигателя в целом
9.1. Среднее индикаторное давление рабочего цикла и формула для его расчета
9.2. Индикаторная мощность двигателя
9.3. Индикаторный КПД двигателя, удельный индикаторный расход топлива
9.4. Механические потери в двигателе
9.5. Эффективные показатели двигателя
9.6. Механический КПД двигателя
9.7. Связь между основными показателями двигателя
9.8. Уравнения мощности и экономичности двигателя
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 10. Кинематика кривошипно-шатунного механизма поршневого ДВС
10.1. Основные схемы и параметры КШМ
10.2. Перемещение поршня
10.3. Скорость и ускорение движения поршня
10.4. Графический способ Толле определения зависимости ускорения поршня от перемещения
10.5. Определение ускорения поршня для различных угловых положений колена вала с использованием диаграммы Врикса
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 11. Динамика кривошипно-шатунного механизма поршневого ДВС
11.1. Общая характеристика сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
11.2. Общий принцип приведения масс движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма
11.3. Динамические модели и приведение масс шатуна, колена вала, противовеса
11.4. Динамическая модель кривошипно-шатунного механизма. Относительные приведенные массы механизма
11.5. Силы инерции одного цилиндра, составляющие сил и их графическое представление
11.6. Действие суммарных сил инерции поступательно-движущихся и вращающихся масс на двигатель
11.7. Движущая сила и ее составляющие в двигателях различных типов
11.8. Определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме одного цилиндра двигателя
11.9. Диаграмма тангенциальных сил от одного цилиндра, средняя тангенциальная сила
11.10. Построение диаграммы суммарной тангенциальной силы многоцилиндрового двигателя. Средняя суммарная тангенциальная сила
11.11. Степень неравномерности вращения коленчатого вала
Выводы
Контрольные вопросы
Глава 12. Внешняя неуравновешенность и уравновешивание поршневого ДВС
12.1. Причины внешней неуравновешенности двигателя и ее влияние на работу двигателя на судне
12.2. Схема сил инерции в многоцилиндровом двигателе. Условие внешней уравновешенности двигателя
12.3. Пространственное представление главных векторов неуравновешенных сил и моментов сил инерции двигателя
12.4. Графическое определение неуравновешенных сил и моментов сил инерции вращающихся масс
12.5. Уравновешивание сил и моментов сил инерции вращающихся масс
12.6. Графическое определение неуравновешенных сил и моментов сил инерции первого порядка поступательно-движущихся масс
12.7. Уравновешивание сил и моментов сил инерции первого порядка поступательно-движущихся масс
12.8. Особенности уравновешивания сил и моментов сил инерции второго порядка поступательно-движущихся масс
Выводы
Контрольные вопросы
Библиографический список
Глоссарий