Реферат: техника

Реферат: техника

Шпаргалка по «Тракторам и автомобилям»

1.Действительные циклы двигателей. Способы осуществления циклов.

Действительно рабочий цикл двигателя - комплекс последовательных процессов : сжатие воздуха в дизеле или топливо - воздушной смеси в двигателе с принудительным зажиганием от электрической искры; сгорание топлива; расширение рабочего тела, процессы газообмена, периодически повторяющиеся  в каждом цилиндре и обуславливающие работу поршневого двигателя. За основу ДРЦ принимаются соответствующие термодинамические (идеальные) циклы. Но все это упрощают. Для дизелей : термодинамическая модель с циклом со смешанным подводом теплоты, а для карбюраторных - цикл с подводом теплоты при постоянном объеме. Термодинамический цикл -это замкнутый цикл , в котором сжатие и расширение рабочего тела адиабатны, теплоемкость рабочего тела постоянна и не зависит от температуры, химический состав и объем рабочего тела не меняется, условные процессы отвода и подвода теплоты - сгорание и газообмен в рабочем двигателе. Способы :  двухтактный, четырехтактный  и многотактный. В 4-х тактном :  на каждый полуоборот приходится один такт и полный цикл работы выполняется за 2 оборота коленчатого вала.

2.Физико-механические свойства почв и пневматических шин. Элементы конструкции шин, их маркировка.

Почва  - это плодородный поверхностный слой земли состоящий из определенного соотношения твердых минеральных частиц органического происхождения, между которыми имеются поры заполненные влагой и воздухом. Свойства почв :  1) Структура - это соотношение в процентах комков почвы размером более 10мм и менее. 2) Гранулометрический состав - это процентное содержание в почве минеральных твердых частиц разного размера. 3) Плотность 4) Влажность 5) Твердость 6) Сопротивление почвы сжатию 7) Сопротивление почвы сдвигу. Свойства шины :  1) Гетерезисные свойства - потери на сопротивление качению шины по твердому основанию. 2) опорно-грузоподьемные свойства 3)  Сопротивление боковому уводу 4) Сопротивление угловой деформации. Камерная диагональная шина состоит : покрышки, камеры и ободной ленты. Покрышка состоит из каркаса, брекера, протектора, 2 бортов и 2 боковин. Каркас состоит из нескольких наложенных один на один слоев прорезиненного корда. Корд - особая ткань из крученных нитей различных волокон : хлопка, вискозы и т. п. Протектор - верхний резиновый слой, обеспечивающий сцепление покрышки с дорогой. Борта - жесткие части покрышки предназначенные для крепления ее на ободе. Камера - замкнутая и изготовленная из особо эластичной резины трубка с вентилем. Ободная лента - кольцеобразная резина, укладывается в покрышке между камерой и ободом колеса, защищая камеру. На покрышке шины, помимо ее обозначения дают буквенный индекс предприятия - изготовителя,  дату выпуска, серийный номер. Кроме того, на покрышке наносят товарный знак завода - изготовителя, модель шины, знак направления вращения ( в случае направленного рисунка на протекторе).

3.Процесс впуска .Давление и температура в конце впуска. Конструкция впускных систем ДВС.

Процесс впуска условно начинается в точке соответствующей началу открытия впускного клапана до прихода  поршня в ВМТ на такте выпуска. Заканчивается впуск при полном закрытии впускного клапана в точке, когда поршень прошел НМТ. Фактически наполнение поршня  свежей  смесью  возможно при  движении поршня от ВМТ до НМТ, но в начальный момент в цилиндре расширяются остаточные газы. Давление в цилиндре двигателя в процессе впуска непрерывно меняется, что обусловлено соответствующим изменением проходного сечения клапана и скорости поршня. Среднее давление газов в цилиндре в течении впуска меньше атмосферного; следовательно для реализации процесса в двигателе со свободным впуском затрачивается энергия. В современных высокооборотных двигателях открытие впускного клапана проходит за 10-30° до прихода поршня в ВМТ, а закрытие через 35-85° после ВМТ. Предварительное открытие впускного клапана до прихода поршня в ВМТ создает некоторое проходное сечение, что в конечном счете улучшает наполнение цилиндра, учитывая большую степень открытия в начале всасывающего хода поршня. В двигателе без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимается равным r = 0,1 Мпа, а температура Т0=293К.Под давление в конце впуска подразумевается среднее значение давление за процесс впуска -  Ра. По экспериментальным данным Ра для карбюраторных двигателей 0.07..0.09 Мпа. Дизели имеют более высокое значение Ра. Температура в конце впуска : Та = (Тк+DТ+Yr·Tr)/(1+Yr). Значение Та у современных двигателей варьирует в пределах : карбюраторные - 310..350К, дизельные - 320..400К

4.Работа ведомого колеса. Мероприятия снижающие коэффициент сопротивления перекатыванию.

Ведомым называется колесо к оси которого со стороны острова машины приложены толкающая сила Fn , действующая параллельно направлению скорости  V движения, нормальная к ней сила Qп, равная сумме веса колеса и нагрузке со стороны острова машины и момент трения Mr в подшипниках и обода о воздух. Работа ведомого колеса - это работа сил сопротивления перекатыванию колеса по почве или дороге. Исследовано 5 главных источников сопротивления качению колеса : 1) Гистерезисные потери - потери на смятие почвы и деформирование ее в вертикальной плоскости на глубину следа 2) Потери из-за сжатия и разрушения микро неровностей и посторонних включений на трассе движения колеса представляют собой потери от накатывания на выступы оставляемые почвозацепами предыдущих колес, а также на выступы  и впадины появившиеся на поверхности поля или дороги в процессе эксплуатации. 3)Потери связанные с проскальзыванием поверхностей колес 4)Потери из-за молекулярного и электростатического притяжения 5)Гидродинамические потери - потери на отжатие воды из пор грунта и пр.  Мероприятия : 1) Уменьшение массы 2)Увеличение давления воздуха 3)Увеличение жесткости покрышки

5.Поцесс сжатия. Параметры процесса сжатия. Конструктивные особенности двигателей, определяемые параметрами процесса сжатия.

Основное назначение процесса сжатия состоит в том, чтобы создать условия, способствующие возможно лучшему сгоранию горючей смеси. Процесс  сжатия протекает в условиях непрерывного изменения температуры заряда и теплообмена между зарядом, стенками цилиндра и днищем поршня. В начале сжатия, при установившемся тепловом режиме двигателя, температура заряда ниже температуры стенок цилиндра и днища поршня, поэтому заряд подогревается пи соприкосновении с ними. Дальнейшее сжатие заряда приводит к повышению его температуры, в результате чего тепло передается от заряда к стенкам цилиндра и днищу поршня. Поэтому процесс сжатия характеризуется политропным изменением параметров заряда. В конце сжатия у карбюраторных двигателей давление  0.7..0.12 Мпа и температура 500..700К, а у дизелей 3.5..4 Мпа и 750..900К.

6.Работа ведущего колеса. Мероприятия повышающие КПД ведущего колеса.

Ведущим называется колесо, к оси которого кроме нормальной нагрузки  Qk  и реакции Fk остова, приложен крутящий момент Мвед, под действием которого в пятне контакта колеса с основанием образуется касательная сила Рк тяги. Остальное см. Билет 4.

7.Коэффициент наполнения и коэффициент остаточных газов. Конструктивные мероприятия, улучшающие наполнение двигателей.

Коэффициент остаточных газов - это соотношение числа молей остаточных газов Mr , оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла, к числу молей свежего заряда М1, поступившего в цилиндр в процессе впуска, т.е.  gr=Mr/M1. Значение gr для автотракторных двигателей без наддува 0.04..0.08; для дизелей без наддува и с наддувом 0.03..0.05; для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой 0.04..0.1. Коэффициент наполнения - hn представляет собой соотношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр в процессе впуска, к тому количеству, которое могло бы  поместиться в рабочем объеме цилиндра  Vh при условии, что температура и давление в нем равны температуре и давлению среды, из которой поступает свежий заряд. hn=М1/М0. Мероприятия : 1) Периодическая прочистка воздухоочистителей 2)Блюсти нормальные зазоры в механизме привода клапанов 3)Выбирать правильный режим работы двигателя 4)Наддув

8.Сцепление ведущего аппарата с почвой. Конструктивные решения, повышающие коэффициент  сцепления.

9.Сгорание топливно-воздушных смесей. Токсичность отработавших газов и пути ее снижения. Топлива, применяемые ДВС и их основные характеристики.

Возникновение и развитие горения, полнота сгорания топливовоздушной смеси определяются особенностями и скоростями химических реакций, условиями тепло и массообмена в зоне пламени, а так же теплоотдачей в стенки цилиндра двигателя. Скорость распространения фронта пламени в процессе сгорания зависит от химических и физических факторах и в совокупности со скоростью  химической реакции окисления молекул топлива в конечном счете влияет на продолжительность сгорания массы рабочей смеси в камере сгорания двигателя. Горение протекает в газовой фазе. При этом наиболее быстро процессы сгорания протекают в однородных смесях при равномерном распределении топлива и кислорода. Для ДВС характерны 3 вида сгорания и их комбинации :  объемное воспламенение, высокотемпературное воспламенение от искрового заряда с последующим распространением пламени и диффузное горение. Выделяю 3 фазы сгорания : 1) Начальная - небольшой очаг в зоне высоких температур 2) Быстрое распространение турбулентного пламени 3)Догорание Отношение действительного количества воздуха присутствующего в цилиндре к теоретически необходимому для полного сгорания 1 кг топлива - коэффициент избытка воздуха  а=L/L0. При а<1 происходит неполное сгорание топлива, т.е. часть топлива окисляется и это в значительной мере способствует появлению токсичных веществ - окиси углерода (СО) и окиси азота (NO).

10.Мощностной баланс и потенциальная тягловая характеристика трактора. Конструктивные мероприятия, повышающие тягловый КПД трактора.

Мощностной баланс трактора представляет собой уравнение, показывающее как расходуется во время работы мощность , развиваемая тракторным двигателем. Так как  мощность двигателя должна быть суме мощностей, затрачиваемых на преодоление различных сопротивлений, возникающих при движении, то в общем случае уравнение мощностного баланса имеет следующий вид :  Ne = No+Nтр+Nf+Nd±Ni±Nj+Nкр+Nпр+Nвом+Nг+Nгсом, где No-затраты на обслуживание, Ntr- мощность затрачиваемая на преодоление трения, Nd-затраты на буксование, Nf -затраты на качение, Nкр -тягловая мощность, Nпр - затраты на преодоление трения в ВОМ, Nвом -затраты на вращение, Nг -на гидросистему, Nгсом -на с/х машины. Необходимые тягловые показатели трактора могут быть достигнуты и эффективно использованы только в том случае, если будут правильно выбраны основные его параметры : масса, скорости движения и  мощность двигателя. Исходные данные к тягловому расчету выбирают с учетом места занимаемого трактором в типаже. Трактор должен  быть расчитан на выполнение всех работ, соответствующей тягловой зоне соседнего с ним предыдущего класса. Тяговый  диапазон определяют по формуле : dт=e·Рн/Р¢н, где -коэффициент расширения тягловой зоны трактора, -номинальные силы тяги на крюке тракторов рассчитываемого  энного по порядку класса и тракторов предыдущего класса. Способы : 1)Увеличение эксплуатационной массы трактора 2)Разные передачи

11.Сгорание в дизельных двигателях. Параметры цикла в конце сгорания. Способы смесеобразования и конструкции камер сгорания дизелей.

Можно поделить на 3 периода : 1)В этот период закон нарастания давления в цилиндре остается неизменным, а температура топлива повышается до температуры самовоспламенения. Это период задержки самовоспламенения. 2)В этот период сгорает все топливо поданное в цилиндр в первый и второй периоды, поэтому резко возрастает давление, а следовательно и температура. 3) Давление нарастает медленнее, потому что процесс сгорания протекает при увеличивающемся объеме над поршнем. В этом периоде скорость сгорания понижается по сравнению с  со вторым периодом, так как уменьшается концентрация кислорода в смеси. Этот период  называют периодом замедленного сгорания. Обычно у дизелей как и у карбюраторных двигателей, наблюдается процесс догорания, то есть происходит сгорание остатка топлива при увеличении объема. Значения давлений и температур в конце сгорания для автотракторных двигателей находятся  в следующих пределах : Р = 5.5..9.5Мпа Т = 1900..2400К

12.Ведущие моменты приложенные к движителям тракторов и автомобилей и касательная сила тяги. Основные схемы трансмиссий тракторов и автомобилей.

Источник движущей силы трактора и автомобиля - двигатель. Развиваемый им крутящий момент Мд передается через механизмы трансмиссии к движителям и его называют ведущим. Так как частота вращения движителей значительно меньше частоты вращения коленчатого вала двигателя, то ведущий момент Мвед больше крутящего момента двигателя. Мвед = Мд·iтр·hтр Основные схемы трансмиссий : 1) Механическая 2)Электромеханическая 3)Гидрообьемная

13.Сгорание в карбюраторных двигателях. Параметры цикла в конце сгорания. Пределы воспламеняемости горючих смесей, характеристика идеального карбюратора.

Процесс сгорания можно условно разделить на 3 части : 1) Задержка воспламенения 2) Видимое сгорание 3) Догорание   => 1) Рабочая смесь сжимается. Давление в цилиндре растет практически по закону сжатия, а температура повышается незначительно. В конце первого периода заканчивается формирование очага пламени, создаются условия для его быстрого распространения по всей камере сгорания. На продолжительность первого периода оказывают : физико-химические свойства топлива, состав рабочей смеси, режим работы двигателя. 2)Быстрое нарастание давления и температуры. Сгорает 90% рабочей смеси. Продолжительность зависит от состава смеси, степени сжатия, момента зажигания, формы камеры сгорания. 3)Начинается после достижения максимального давления. Рабочая смесь быстрее всего сгорает при а=0,85..0,95. В этом случае мощность двигателя будет наибольшей, хотя удельный расход будет хуже. Сгорание топлива при а=1,1..1,15 будет медленнее в следствии меньшей скорости распространения пламени. Мощность двигателя несколько упадет, но будет достигнута его наилучшая экономичность. Смесь не входящая в 0,3..1,3 не воспламеняется. Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор который этим занимается - карбюратор. Карбюратор который дает характеристики оптимального регулирования двигателя на всех режимах работы называют идеальным. Зависимости коэффициента избытка воздуха a от разрежения в диффузоре или расхода воздуха при оптимальном регулировании двигателя и работе его на различных режимах называют характеристиками идеального карбюратора.

14.Работа гусеничного движителя. Мероприятия повышающие КПД гусеничного движителя. Типы гусеничного движителя и его подвесок.

Гусеничный движитель представляет собой  механизм для передвижения посредством двух замкнутых, параллельно вращающихся  шарнирных или без шарнирных лент, называемых гусеницами. КПД = hf·he -потери на качение: - потери на буксование.

15.Процесс расширения. Параметры процесса расширения. Особенности конструкции уплотняющей части поршней.

В процессе расширения теплота сгоревшего топлива преобразуется в механическую работу  Процесс расширения происходит при догорании топлива , сопровождается утечкой газов через не плотности между цилиндром и поршнем и отводом теплоты  в окружающую среду. Поэтому он характеризуется  политропным изменением параметров газа. В конце процесса расширения у карбюраторных двигателей давление Р=0,3..0,4Мпа и температура Т=1200..1500К, а у дизелей 0,2..0,3Мпа, 900..1200К. Уплотняющая часть поршня - поршневые кольца. Они: компрессионные и маслостойкие.

16.Теоретическая тягловая характеристика трактора. Особенности силовых передач со всеми ведущими колесами.

Определив основные параметры трактора, можно построить тягловую характеристику для получения наглядного представления о его тягловых и топливно-экономических показателей. Тягловые характеристики строят в функции от  силы тяги на крюке применительно к установившейся работе на горизонтальном участке. По этим характеристикам видно изменение в зависимости от силы тяги на крюке следующих показателей : буксование ведущих органов,  скорости поступательного движения, мощности на крюке, расхода топлива. Тягловую характеристику построенную по расчетным данным называют теоретической. ЕЕ можно представить в виде графика  состоящего из верхней и нижней половин. На нижней половине, имеющей вспомогательное значение , наносят исходные параметры тракторного двигателя. Непосредственно тяговую характеристику строят в верхней половине графика.

17.Процесс  выпуска, параметры процесса выпуска. Конструкция выпускных систем. Рациональное использование энергии отработавших газов.

 У автотракторных двигателей для наиболее полной очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан открывается за 40-70° до прихода поршня в НМТ и закрывается на 10-25° позже того, как поршень минует ВМТ. При опережении открытия выпускного клапана к моменту прихода поршня в НМТ значительная часть отработавших газов под действием  собственного избыточного давления выходит из цилиндра с большой скоростью. Это уменьшает работу на выталкивание газов из цилиндра во время движения поршня от НМТ к ВМТ. Запаздывание закрытия выпускного клапана дает возможность использовать для лучшей очистки цилиндров инерцию отработавших газов, имеющих большую скорость. Параметры :  Р=0,11..0,12: Т=700..1100. У дизелей меньше. Использование : турбо наддув, обогрев пр.

18.Тягловый расчет трактора. Кинематические схемы КПП тракторов.

Необходимые тягловые показатели трактора могут быть достигнуты и эффективно использованы только в случае если будут правильно выбраны основные его параметры : вес, скорости движения и мощность двигателя. Перечисленные параметры получают в результате тяглового расчета трактора. Исходные данные к тягловому расчету устанавливают с учетом места занимаемого рассматриваемым трактором в типаже. Трактор должен выполнять и свой класс и предыдущий. Величина тяглового диапазона может быть выбрана из : dт=e·Рн/Р¢н, где -коэффициент расширения тягловой зоны трактора, -номинальные силы тяги на крюке тракторов рассчитываемого  энного по порядку класса и тракторов предыдущего класса. Дальнейший этап : выбор весовых параметров трактора. Следует различать конструктивный и эксплуатационный веса. Максимальная величина Gмах должна быть выбрана с таким образом, что бы  буксование ведущих органов не превышало допустимых. : Gмах = Рн./(jк.доп.·lк-¦1), где lк и ¦1 -коэффициенты нагрузки ведущих колес и сопротивлению качения, jк.доп - коэффициент использования  сцепного веса. Выбор основных передач трактора должен быть увязан  с принятым диапазоном тягловых усилий на крюке и с требованиями агротехники в отношении допускаемых скоростей работы на различных с/х операциях. Требуемая номинальная мощность тракторного двигателя определяется по формуле :  Nн=([Pн+f1·(Gmin+Gб)]·Vн1)/(270·hгр·cэ), где Pн - номинальная сила тяги на крюке; f1 - коэффициент  сопротивления качению трактора. Передачи тракторов : основные (на продолжительное использование), транспортные, замедленные передачи. » двух и трех вальные коробки передач.

19.Индикаторные показатели рабочего цикла. Способы повышения индикаторных показателей.

По результатам теплового расчета строят теоретические индикаторные диаграммы. Площадь верхней части расчетной индикаторной диаграммы  acz’zba представляют собой в масштабе положительную индикаторную работу газов в одном цилиндре за цикл  L’i. arb’’a - работа которая затрачивается в двигателе на насосные потери за счет работы газов в других цилиндрах. Действительная индикаторная  работа в одном цилиндре за один цикл : Li = jп·L’i - DLi = pi·Vh => pi = Li/(Vh·100000). Среднее индикаторное давление :  Pi=m·F/l; Индикаторная мощность одного цилиндра Ni=2·pi·Vh·ni/t ; Индикаторный КПД : hi=Li/Qo ; Относительный коэффициент полезного действия : ho=hi/ht=0.6..09 ; Индикаторный удельный расход топлива : gi=Gт·1000/Ni

20. Тягловый баланс автомобиля. Конструктивные решения, снижающие аэродинамическое сопротивление автомобиля.

Pk = y·G ± ¶вр·G·i/g+Pw = Рy±dвр·Рj+Рw+Pкр- тягловый баланс автомобиля. Конструктивные решения : 1) Обтекаемая форма (капля) 2) Материал

21. Эффективные показатели  работы двигателя. Конструктивные  особенности  современных ДВС, направленные на повышение эффективных показателей.

При работе двигателя часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление  сопротивления трения движущихся деталей и приведение в действие вспомогательных устройств двигателя :  масляного и водяного насоса, вентилятора, генератора и пр. Мощность равноценная этим потерям  называется мощностью трения Nт. Мощность двигателя,  отдаваемая рабочей машине или силовой передаче называется эффективной мощностью Nе :  Nе = Ni - Nт . Эффективную мощность определяют обычно опытным путем, испытывая двигатель на тормозном стенде. Отношение эффективной мощности двигателя к его индикаторной мощности называется механическим КПД :  hм=Ne/Ni = pe/pi. Стпень использования теплоты в двигателе с учетом всех потерь оценивается эффективным КПД :  hе= Qe/Qт -теплота эквивалентная полезной работе на валу двигателя, к расчетной теплоте сгорания топлива, затраченного на получение этой работы. Для сравнения экономичности различных двигателей  пользуются эффективным удельным расходом топлива - это масса топлива расходуемая в 1 час на единицу эффективной мощности :  ge = 3600·Gт/Ne. Эффективные показатели  тем лучше, чем выше теплоиспользование и меньше механические потери. При работе двигателя в условиях разных нагрузок и скоростных режимов (при прочих равных условиях) снижение механических потерь обуславливает уменьшение количества теплоты, отдаваемой  окружающей среде и тепловой напряженности сопряженных деталей. Чем меньше потери на трение, тем  меньше нужно отводить теплоты и  затраты мощности на  привод агрегатов системы охлаждения и смазочной системы снижаются. Конструктивные размеры агрегатов  системы охлаждения при этом могут быть уменьшены. При малых потерях на трение снижается так же износ основных трущихся пар двигателя. Мероприятия : уменьшение площади контактных поверхностей и совершенствование их формы и качества обработки, улучшение качества применяемых масел, оптимизацию теплового состояния двигателя и улучшение приработки  сопряженных деталей в процессе обкатки. Высокий эффект на снижение трения дает уменьшение количества поршневых колец. Снижение потерь на перетекание заряда  может быть достигнуто за счет   использования однополостных  камер сгорания вместо разделенных (вихре камерных и предкамерных). Применение наддува.

Страницы: 1, 2