Описание раздела
Изложены [url803393]основы создания высокоэффективных и высокоэкологичных двигателей[url803393], проанализированы термодинамические циклы поршневых и комбинированных двигателей, особенности и теплофизические свойства используемых топлив и рабочего тела. Описаны нульмерные и трехмерные модели рабочего процесса и способы его организации в двигателях с внешним и внутренним смесеобразованием, а также формы камеры сгорания. Значительное внимание уделено процессам впрыскивания, рас пыливания, испарения топлива, задержки воспламенения и тепловыделения в бензиновых двигателях и в дизелях. Рассмотрены процессы сгорания топлива, образования вредных выбросов, проанализированы методы снижения их концентрации, а также проблемы усовершенствования и перспективы развития двигателей с непосредственным впрыскиванием бензина и дизельного топлива. Приведены математические модели основных внутрицилиндровых процессов и методы их экспериментального исследования. 2-ое издание книги дополнено новыми материалами, отражающими достижения последних лет в области двигателестроения. Содержание учебника соответствует курсу лекций, читаемых автором в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для магистрантов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». Может быть полезен аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся созданием перспективных двигателей, а также исследованием и доводкой уже существующих. Оглавление От автора Введение Глава 1. Термодинамические циклы поршневых и комбинированных двигателей 1.1. Рабочий процесс в поршневых двигателях 1.2. Цикл Карно 1.3. Обобщенный термодинамический цикл поршневых и комбинированных двигателей 1.4. Цикл Отто 1.5. Цикл Дизеля 1.6. Цикл Тринклера 1.7. Термодинамические циклы комбинированных двигателей 1.8. Термодинамический цикл Стирлинга 1.9. О термодинамических циклах роторных двигателей внутреннего сгорания Глава 2. Термодинамические параметры рабочего тела 2.1. Особенности изменения параметров рабочего тела. Локальные параметры 2.2. Рабочее тело как многофазная среда 2.3. Теплофизические свойства компонентов рабочего тела 2.4. Релаксация скорости 2.5. Релаксация температуры Глава 3. Моделирование рабочего процесса в поршневых двигателях 3.1. Понятие модели 3.2. Однозонная модель 3.3. Двухзонная модель 3.4. Многозонная модель Глава 4. Организация рабочего процесса в поршневых двигателях 4.1. Генерация вихревого движения заряда 4.2. Интенсивность вихревого движения заряда и методы ее определения 4.3. Интенсивность вихревого движения воздушного заряда в быстроходном двигателе с тангенциальным и спиральным впускными каналами 4.4. Камеры сгорания и способы смесеобразования в поршневых двигателях 4.5. О рабочих процессах гибридных двигателей Глава 5. Впрыскивание и распыливание топлива в поршневых двигателях 5.1. Впрыскивание топлива 5.2. Теория распада струи жидкого топлива 5.3. Вторичное дробление и оптимальные размеры капель 5.4. Топливный факел как статистический ансамбль капель различных размеров 5.5. Средний диаметр капель топлива 5.6. Вывод формулы среднего диаметра капель на основе теории подобия и размерности 5.7. Полуэмпирические формулы для расчета среднего диаметра капель 5.8. Динамика топливного факела 5.9. Полуэмпирические формулы для расчета динамики топливного факела Глава 6. Испарение топлива в поршневых двигателях 6.1. Некоторые особенности испарения топлива 6.2. Нестационарная диффузия паров топлива 6.3. Подобие процессов тепло- и массообмена. Стефанов поток 6.4. Испарение капель топлива в объеме камеры сгорания 6.5. Испарение капель топлива на нагретой поверхности стенки камеры сгорания 6.6. Расчет пограничного слоя при наличии топливной пленки Глава 7. Основы теории горения в поршневых двигателях 7.1. Понятие горения. Скорость химической реакции. Закон действующих масс 7.2. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса 7.3. Коэффициент молекулярного изменения и его зависимость от способа смесеобразования 7.4. Влияние температуры на тепловой эффект реакции. Молекулярность и порядок реакции 7.5. Определение константы скорости реакции на основе теории Максвелла — Больцмана 7.6. Влияние давления на скорость химической реакции 7.7. Механизм и кинетика цепных химических реакций 7.8. Образование токсичных веществ Глава 8. Задержка воспламенения 8.1. Высоко- и низкотемпературное воспламенение. Химическая задержка воспламенения 8.2. Время задержки воспламенения 8.3. Основные факторы, влияющие на задержку воспламенения 8.4. Роль химических и физических процессов в задержке воспламенения ., 8.5. Полуэмпирические формулы для расчета времени задержки воспламенения 8.6. Определение времени задержки воспламенения на основе уравнения сохранения энергии 8.7. Теория теплового взрыва. Теория зажигания 8.8. Экспериментальное исследование задержки воспламенения для различных топлив Глава 9. Методы расчета тепловыделения в поршневых двигателях 9.1. Основные виды тепловыделения 9.2. Расчет тепловыделения на основе бимолекулярной реакции 9.3. Полуэмпирические зависимости для расчета скорости тепловыделения 9.4. Расчет тепловыделения на основе теории цепных реакций. Закон Вибе 9.5. Скорость тепловыделения как плотность распределения вероятности 9.6. Моделирование процесса сгорания с учетом процессов испарения, диффузии и химических превращений Глава 10. Трехмерное моделирование процессов переноса и турбулентного горения в поршневых двигателях 10.1. Модель нестационарного турбулентного движения и горения рабочего тела 10.2. Модели турбулентности 10.3. Моделирование турбулентного течения с горением. Модели горения 10.4. Метод численного интегрирования уравнений переноса 10.5. Результаты численных экспериментов по влиянию формы КС на изменение локальных параметров рабочего тела и концентраций оксидов азота Глава 11. Проблемы усовершенствования и перспективы развития поршневых двигателей с непосредственным впрыскиванием топлива 11.1. Бензиновые двигатели 11.2. Дизели с непосредственным впрыскиванием топлива Список литературы Предметный указатель Именной указатель
