настоящее и будущее двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания трудится на благо человечества уже более полутора веков. Чтобы не потерять работу, в ближайшие годы старичку придется измениться до неузнаваемости.

Электрическая розетка стала символом прогресса. Стенды большинства автокомпаний на прошедшем в январе Детройтском автосалоне буквально били током, а любое упоминание о старом добром ДВС звучало дурным тоном. Так что же — двигатель внутреннего сгорания с треском накрылся капотом? Не спешите с соболезнованиями. По-крайней мере там же, в Детройте, представитель Toyota Коеи Сага на вопрос репортеров о том, когда ДВС, наконец, выйдет из игры, простодушно ответил: «Никогда! Когда кончится нефть, человечество будет заправлять его водородом».

Аналитики американского Департамента энергетики DOE считают, что ДВС может попыхтеть еще несколько десятилетий. Причем прирост эффективности бензиновых и дизельных двигателей к 2020 году может составить 30%, а к 2030-му — 50%. Технологии, которые помогут добиться этих результатов, тестируются уже сегодня.

Вездесущее пламя

В далеком 1978 году группа ученых японского института Clean Engine Research, пытавшихся оптимизировать процесс сгорания топлива в двухтактных мотоциклетных моторах, случайно зафиксировала необычный феномен, названный HCCI (Homogeneous charge compression ignition). При достижении определенного давления в камере бензинового двухтактника возгорание топливовоздушного заряда происходило без искры свечи зажигания. Но самое интересное — вместо привычного зажигания смеси около свечи и последующего распространения пламени на периферию в камере одновременно возникало огромное количество микроочагов возгорания. Как следствие, смесь сгорала при более низкой, чем обычно, температуре, очень быстро и практически полностью. Имеющийся в то время математический аппарат и уровень развития термодинамики не позволили понять причины возникновения феномена HCCI, и его посчитали курьезом. Через 20 лет в арсенале инженеров появились мощные средства компьютерного моделирования, которые помогли приоткрыть завесу тайны над HCCI.

Работы в этой области в конце 1990-х годов начались в Германии (Mercedes-Benz, Volkswagen), Японии (Nissan) и Америке (General Motors).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Для образования однородного топливовоздушного облака с предельно низкой плотностью в состав смеси вводятся горячие отработанные газы. Они быстро разогревают этот коктейль, облегчая его перемешивание внутри камеры. Если в условиях классического прямого впрыска топливо распыляется в виде аэрозоля, то в HCCI смесь представляет собой мельчайший туман. Когда поршень сжимает смесь до определенного объема, температура подскакивает до точки самовоспламенения. Сгорание HCCI характерно отсутствием открытого пламени и более низкой, чем у дизельных двигателей, температурой. В результате доля сгоревшего топлива вырастает до 95−97% в сравнении с 75% в циклах Отто и Дизеля. Причем на богатых смесях HCCI не работает — ему нужны почти гомеопатические доли топлива, на 30 и более процентов беднее, чем у лучших современных ДВС.

Тем не менее отработанная технология HCCI — пока еще дело будущего. Термодинамика процесса чрезвычайно сложна и требует от ученых решения массы проблем. Главные из них — неустойчивая работа на холостых и максимальных оборотах, неконтролируемая детонация остатков смеси и неравномерность распределения топливовоздушного облака в камере. Правда, в последние месяцы хорошие новости появляются ободряюще регулярно. Специалисты General Motors сообщают, что сумели обуздать стихию на малых оборотах, а британские инженеры из Lotus заявляют, что построили работающий прототип супердвигателя Omnivore, «снизу доверху» поддерживающий процесс HCCI. По мнению вице-президента компании Bosch Хеннинга Шнайдера, автомобили с расходом топлива в пределах 3 л на 100 км, оснащенные ДВС с технологией HCCI, станут серийными уже в 2015 году. У Volkswagen подход более осторожный — компания разрабатывает новый двигатель, работающий с использованием свечей зажигания при полной нагрузке и на холостом ходу, а в среднем диапазоне оборотов — в режиме HCCI.

Инженеры Nissan также не стоят на месте — недавно они объявили о создании мощного софта, позволяющего создать компьютерную модель феномена HCCI, и уже начали работать над собственным супердвигателем.

Разделение труда

В пасхальное утро 2001 года инженер Кармело Скудери собрал в своем доме все семейство и торжественно сообщил, что разработал ДВС нового типа, который перевернет мир. Детальное описание технологии поместилось в нескольких рукописных блокнотах — старик не жаловал компьютер и все свои расчеты делал на логарифмической линейке. В 2002 году Кармело, только начав консультации с учеными Университета Саутвест, умер от инфаркта. Дело отца взяли в свои руки дети Скудери, и спустя всего восемь лет действующий прототип двигателя с разделенным циклом (Split-Cycle Combustion SCC) был представлен на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE в Детройте. Надо сказать, что концепция разделенного цикла не нова. Еще в 1891 году американская компания Backus Water Motor Company выпускала малыми сериями такие моторы, но они не получили распространения, и идея сто лет пролежала на полке.

В двигателе Отто каждый поршень последовательно совершает такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выпуска. В разработке Скудери обязанности по-братски делятся между парными цилиндрами: один предназначен для впуска и сжатия, другой — для рабочего такта и выпуска отработанных газов. Цилиндры соединяются между собой каналами с клапанным механизмом, по которым сжатая топливовоздушная смесь поступает в рабочий цилиндр. Двигатель Скудери состоит из двух таких пар.

В цикле Отто рабочий ход происходит на каждом втором обороте коленчатого вала, в двигателе Скудери — на каждом. Разделение функций цилиндров позволяет более эффективно использовать каждый из них, например, увеличить ход рабочего поршня и длительность сгорания топлива, не превышая допустимой степени сжатия топлива. Зажигание смеси происходит после того, как рабочий поршень начинает двигаться вниз, в отличие от обычного двигателя с опережением зажигания. Расчеты показывают, что разделение цикла дает гораздо более высокую степень сжатия смеси и быстрое и полное ее сгорание.

Сыновья Кармело усовершенствовали конструкцию мотора, добавив к ней баллон со сжатым воздухом. Воздух поступает в рабочий цилиндр, улучшая процесс сгорания смеси. При этом отработанные газы мотора Скудери содержат на 80% меньше углекислого газа и окисей азота, чем у традиционных четырехтактников. КПД мотора Скудери на 5−10% выше, чем у самых продвинутых современных дизельных турбоагрегатов. Добавление наддува увеличивает разрыв по КПД до 25−50%.

В 2008 году двигатель SCC привлек внимание нескольких крупных автопроизводителей, включая PSA Peugeot Сitroёn и Honda, которые подписали со Scuderi Group соглашения о доступе к изучению патентованной технологии. Немецкий Daimler и итальянский Fiat также публично подтвердили высокий интерес к мотору Скудери. Компания Robert Bosch заключила контракт со Scuderi Group на разработку компонентов к SCC в надежде, что однажды эта технология станет серийной. А выдающийся специалист по термодинамике из Массачусетского технологического института профессор Джон Хейвуд назвал разделенный цикл сгорания реальной альтернативой HCCI. Наладить сборку таких ДВС в промышленных масштабах на существующих заводах несложно — никаких экзотических материалов и нестандартных технологических операций для этого не требуется.

Всеядный двухтактник

Многие специалисты по ДВС сегодня делают ставку на механизм изменяемой степени сжатия VCR (Variable Compression Rate). Еще в марте 2000-го инженеры Saab представили прототип автомобиля с экспериментальным бензиновым двигателем 1,6 л с технологией SVC (Saab Variable Compression). Этот мотор выдавал 228 л.с. и 305 Н•м крутящего момента, потребляя при этом на 30% меньше топлива, чем обычные аналоги по мощности.

За прошедшие десять лет технология VCR сделала огромный шаг вперед. Французская компания MCE объявила недавно о создании двигателя MCE-5VCR. Степень сжатия в нем изменяется в пределах от 7:1 до 20:1, а расход топлива 1,5-литрового мотора на 30% ниже, чем у аналогов. Американская Envera разрабатывает 4-цилиндровый бензиновый VCR объемом 1,85 л со степенью сжатия от 8,5:1 до 18:1. Работа финансируется Департаментом энергетики США. Целевая мощность мотора составляет 300 л.с.- почти 162 л.с. на 1л объема. Расчетный максимальный крутящий момент превышает 400 Н•м при 4000 оборотах вала. Ключевой элемент конструкции — гидравлический актуатор, который поворачивает эксцентрик, связанный с коленвалом двигателя. Качание эксцентрика поднимает и опускает вал относительно головки блока цилиндров, изменяя степень сжатия от 8,5 до 18:1.

Дальше всех в разработке технологии VCR продвинулась знаменитая Lotus Engineering. На Женевском автосалоне в марте 2009 года британцы представили свой концептуальный ДВС Omnivore («Всеядный»). Двухтактный бензиновый мотор с прямым впрыском топлива и изменяемой степенью сжатия от 10:1 до 40:1, по заявлению инженеров Lotus, способен переваривать любое жидкое топливо и при этом экономичен и экологически чист.

На выставке Engine EXPO 2009 британская компания Ilmor Engineering представила концептуальный пятитактный ДВС. Идея автора концепции Герхарда Шмитца заключается в использовании четырех- и двухтактной схемы в одном агрегате. Три цилиндра пятитактного ДВС имеют разный внутренний диаметр. Маленькие первый и третий работают по обычному четырехтактному циклу. Средний, низкого давления, – на остаточном расширении отработанных газов в двухтактном режиме. Во время первых трех тактов смесь, как обычно, всасывается, сжимается и совершает рабочий ход в малых цилиндрах. Во время четвертого такта отработавшие газы перемещаются из малых цилиндров в большой и сжимаются. Остаточное расширение выхлопа в большом цилиндре обусловливает пятый, рабочий такт.

Omnivore — это моноблок с цельнолитыми блоком и головкой. Рабочий объем мотора — всего 0,5 л. Одно из главных преимуществ моноблока — отсутствие выработки диаметра цилиндра. В обычных ДВС износ происходит из-за микронных движений болтов в местах крепления головки к блоку. Инновационный улавливающий клапан CTV (Charge Trapping Valve) в выпускном тракте позволяет варьировать время открытия выпускного клапана в широком диапазоне. Система впрыска FlexDI с давлением 6,5 атм для Omnivore создана австралийской компанией Orbital.

Она позволяет готовить сбалансированную смесь внутри цилиндра независимо от вида топлива. Такая смесь является базовой для режима HCCI, а система управления впрыском — основой для управления параметрами HCCI.

Механизм изменения степени сжатия Omnivore представляет собой подвижную шайбу в верхней части цилиндра, движущуюся за счет вращения пары эксцентриков. В нижней позиции шайбы степень сжатия достигает 40:1. В шайбу интегрирован один из инжекторов FlexDI, а второй, неподвижный, встроен в корпус цилиндра. Испытания продемонстрировали надежную работу Omnivore в режиме HCCI во всем диапазоне оборотов, при этом он с солидным зазором уложился в рамки нормативов Евро-6.

Почему британцы взялись за двухтактную конфигурацию? «Lotus Engineering, как и многие другие автокомпании, долго придерживалась четырехтактных концепций. Это следствие исторического доминирования таких агрегатов. Проблема таких ДВС — неэффективное сжигание топлива на частичных и экстремальных нагрузках. Двухтактники не страдают этим недугом и потому крайне интересны для автоиндустрии.

Кроме того, они не требуют компактизации», — поясняет Джейми Тернер, главный инженер Lotus Engineering. По оценкам Lotus, коммерциализация Omnivore займет еще полтора-два года.

обзор, применение и преимущества ⋆ Тайшет24

Технологии

17:15 21.04.202326.04.202300
Читать комментарии

Электрический штабелер — это промышленное устройство, используемое для перемещения тяжелых грузов на короткие расстояния. Он применяется в складских помещениях, производственных цехах, магазинах и других местах.

Тайшет24 в Telegram

Принцип работы

Электрический штабелер работает на электрической энергии и оснащен электромотором, который передает силу на гидравлическую систему. Гидравлическая система поднимает и опускает вилы, на которых устанавливается груз. Устройство управляется с помощью руля и педалей газа и тормоза, что позволяет точно маневрировать и контролировать перемещение груза.

Применение

Электрический штабелер используется в различных отраслях промышленности, где требуется перевозка грузов на короткие расстояния. Он может использоваться для перемещения палетизированных грузов, ящиков, контейнеров, а также для установки на высокие полки и хранения грузов на складах. Это устройство идеально подходит для работы в условиях с ограниченным пространством, так как он может маневрировать в узких коридорах и пространствах.

Преимущества

Рассматриваемое нами оборудование имеет ряд преимуществ перед другими видами техники для перемещения грузов. Во-первых, оно является экономически эффективным в использовании, так как его электрический двигатель потребляет меньше энергии, чем двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, он не выделяет вредных выбросов, что делает его экологически чистым.

Во-вторых, оно обеспечивает высокую точность и безопасность при перемещении грузов. Такой штабелер может работать на небольшой скорости, что позволяет точно маневрировать в узких пространствах, а также имеет систему автоматического торможения, которая предотвращает столкновения.

В-третьих, он имеет низкий уровень шума и вибраций, что обеспечивает комфортные условия работы для оператора и снижает риск возникновения травм.

В-четвертых, электрический штабелер имеет длительный срок эксплуатации и низкие затраты на обслуживание. В отличие от штабелеров, работающих на газе или бензине, у него нет двигателя внутреннего сгорания, что значительно упрощает техническое обслуживание.

Электрический штабелер — это удобное и эффективное средство для перемещения грузов на короткие расстояния. Он обеспечивает точность, безопасность и экономическую эффективность в использовании, а также является экологически чистым и комфортным для оператора. Если вы ищете надежное и высокопроизводительное решение для перемещения грузов на складе или производственной линии, то это то, что вам нужно.

Источник — https://www.mixtcar.ru/product_list/pogruzochnaya-tekhnika/shtabelery/shtabelery-elektricheskie/

Если вы хотите сообщить новость, напишите в наш Telegram-бот
Присоединяйтесь к нам:
                 

Учебные ресурсы для двигателей внутреннего сгорания

Эта серия видеороликов была первоначально создана во время протоколов инструкций COVID для облегчения гибридного обучения курса Принципов двигателей внутреннего сгорания Университета Кентукки, Департамента биосистем и сельскохозяйственной инженерии. Студенты должны были просмотреть видео перед тем, как собраться в небольших группах, чтобы обсудить содержание и ответить на вопросы. Видео публикуются здесь в качестве ресурса, который другие преподаватели и студенты могут использовать в учебных занятиях по курсу двигателей. Создатели видео приветствуют отзывы о том, как используются видео, и предложения о новых ресурсах.

Инструктор, представляющий эти видеоролики, — доктор Тим Стомбог. Он был преподавателем в Университете Кентукки с 2000 года и проводил расширение, исследования и обучение в различных областях, связанных с машинными системами и автоматизацией.

Краткое описание каждого видео представлено ниже вместе со ссылкой на соответствующее видео на YouTube.

Рекомендуемая ссылка:
Stombaugh, Tim. (2022). Учебные ресурсы из AEN / TSM 220: Принципы работы двигателей внутреннего сгорания [серия видео]. Факультет биосистем и сельскохозяйственной инженерии Университета Кентукки. https://www.uky.edu/bae/instructional-resources-internal-combustion-engines

 

1. Мощность, крутящий момент и скорость

Двигатели часто классифицируют по выходным характеристикам, а именно по выходной мощности. В этих видеороликах исследуются концепции силы, крутящего момента, энергии и скорости, а также то, насколько эти концепции важны для понимания мощности.

1а. Сила и крутящий момент Сила и крутящий момент Объясняет основные понятия силы и крутящего момента.

1б. Работа, энергия и мощность Объясняет, как действие силы и крутящего момента создает мощность.

2. Пример расчета мощности, крутящего момента и скорости

Представлено несколько примеров расчета крутящего момента, скорости и мощности. Эти примеры основаны на концепциях, обсуждавшихся в разделе 1, и сосредоточены на том, как управлять единицами измерения и поддерживать их согласованность посредством вычислений.

2а. Пример линейной мощности Представляет собой пример расчета мощности, создаваемой линейной силой, действующей на объект.

2б. Пример вращательной мощности Представляет пример расчета мощности, производимой двигателем, с учетом его крутящего момента и скорости.

2с. Расчет крутящего момента, СИ Представляет другой расчет крутящего момента-скорости-мощности с использованием единиц СИ.

3. Основные принципы работы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания на самом деле представляют собой устройства для переоборудования двигателей. Они преобразуют потенциальную энергию, запасенную в химическом топливе, в термодинамическую энергию путем сжигания (сгорания) топлива, а затем в механическую энергию, заставляя вращаться вал. Эти видеоролики исследуют основные принципы того, как происходит это преобразование энергии.

3а. Функциональные принципы поршневых двигателей внутреннего сгорания Объясняет, как топливо сгорает для создания термодинамической энергии, заставляющей поршень двигаться, что в конечном итоге приводит к вращению вала.

3б. 4-тактные двигатели Подробно рассказывается о том, как работают 4-тактные двигатели.

3с. 2-тактные двигатели Более подробно рассказывается о том, как работают 2-тактные двигатели и чем они отличаются от 4-тактных двигателей.

3д. Конфигурации двигателя Показывает несколько примеров различных конфигураций однопоршневых и многопоршневых двигателей.

4. Количественная оценка объема двигателя

Объем двигателя часто определяется рабочим объемом и степенью сжатия. В этих видеороликах показано, как измеряются эти величины, и показано несколько примеров расчета.

4а. Рабочий объем двигателя Исследует понятие рабочего объема двигателя и способы его расчета.

4б. Степень сжатия Объясняется, как рассчитывается степень сжатия, и объясняется, почему она важна для работы двигателя.

5. Измерение характеристик двигателя

Измерение характеристик двигателя Объясняет, как измеряются характеристики двигателя с помощью динамометров.

6. Системы зажигания

Двигатели обычно делятся на две основные категории по способу воспламенения топлива внутри двигателя: искровое зажигание и воспламенение от сжатия. В этих видеороликах рассказывается об основных различиях между этими типами двигателей и о том, как они связаны с типом топлива, используемого двигателем. Они также изучают основные компоненты, используемые в системах искрового зажигания.

6а. Системы зажигания Объясняет различия между двигателями с искровым и компрессионным зажиганием.

6б. Компоненты искрового зажигания Описывает четыре основных компонента систем искрового зажигания.

6с. Работа системы искрового зажигания Объясняет, как компоненты системы искрового зажигания работают вместе для создания воспламеняющей искры в двигателе.

7. Системы подачи топлива

Количество топлива и воздуха, подаваемых в двигатель, имеет решающее значение для оптимальной работы. Существует ряд различных методов, которые можно использовать для управления топливно-воздушной смесью. Эти видеоролики описывают основные цели системы подачи топлива в двигателе и основные методы карбюрации и впрыска.

7а. Введение в системы подачи топлива Выделяет основные цели любой системы подачи топлива и знакомит с концепциями карбюратора и впрыска.

7б. Принципы карбюратора Объясняет принцип Бернулли и то, как он используется карбюраторами для создания топливно-воздушной смеси.

7с. Технология карбюратора Подробно рассказывается об основных типах и функциях карбюраторов, а также рассказывается о сложности, которая может существовать в более совершенных системах карбюратора.

7д. Системы впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия Описывает основные компоненты топливной системы, используемые в двигателях с воспламенением от сжатия.

7д. Системы впрыска топлива в двигателях с искровым зажиганием Попытки прояснить распространенную путаницу в отношении того, как технология впрыска используется в двигателях с искровым зажиганием, и в чем отличия от впрыска в двигателях с воспламенением от сжатия.

8. Контроль скорости для двигателей внутреннего сгорания

Важно иметь возможность контролировать скорость двигателя внутреннего сгорания, чтобы предотвратить повреждение из-за превышения скорости и постоянно поддерживать надлежащую рабочую скорость для применения. Эти видеоролики объяснят важность контроля скорости и общие механизмы для достижения надлежащего контроля скорости.

8а. Регуляторы Представляет функциональное значение регуляторов и принципы работы основных механических регуляторов.

8б. Регуляторы малых двигателей Объясняет функцию основных механических регуляторов, обычно используемых на небольших бензиновых двигателях.

8с. Управление регулятором Показывает, как на кривые характеристик крутящего момента и скорости двигателя влияет регулятор двигателя. Обсуждаемые концепции включают наклон регулятора и выбор двигателя.

9. Блоки клапанов

Способность подавать воздух и топливо в двигатель и выпускать выхлопные газы часто является одним из основных ограничивающих факторов для работы двигателя. Клапаны являются ключевой частью этого газообмена. В этих видеороликах объясняются функциональные требования к клапанному механизму двигателя и освещаются основные компоненты распространенных систем клапанного механизма.

9а. Клапаны Перечисляет функциональные требования к клапанам двигателя и показывает общие компоненты различных конфигураций клапанного механизма.

9б. Распределительные валы Объясняет функции и особенности распределительных валов в клапанном механизме.

9с. Регулировка клапана и синхронизация Объясняет важность регулировки и синхронизации движения клапана с использованием диаграмм опережения зажигания.

10. Принципы термодинамики двигателей внутреннего сгорания

Эти видеоролики углубляются в теорию работы двигателя, рассматривая основные термодинамические процессы, как показано на кривых зависимости давления от объема. Эти обсуждения помогают нам понять, как давление в камере сгорания влияет на работу двигателя. Тогда легче понять влияние различных модификаций двигателя на характеристики двигателя.

10а. Термодинамика двигателя Объясняет, что такое кривые P-V и как они связаны со сгоранием в двигателе.

10б. Модификации кривой PV Пошагово рассмотрим несколько примеров распространенных модификаций двигателя, как они влияют на кривую PV для этого двигателя и, в конечном счете, какое влияние они оказывают на производительность двигателя.

10с. Реальные кривые PV Показывает, чем реальные кривые PV для двигателей отличаются от идеальных кривых, и иллюстрирует важность инноваций и дизайна современных двигателей.

11. Турбокомпрессоры и нагнетатели

Турбокомпрессоры и нагнетатели — это устройства, используемые во многих различных коммерческих и высокопроизводительных двигателях для увеличения мощности двигателя. В этом видеоролике объясняется, как работают эти устройства и как они влияют на характеристики двигателя, влияя на кривые P-V двигателя.

12. Свойства топлива

Очевидно, что топливо, используемое в двигателе, напрямую влияет на его работу и характеристики. В этих видеороликах рассматриваются несколько ключевых физических и химических свойств топлива и то, как они влияют на работу двигателя.

12а. Свойства топлива Знакомит с наиболее важными свойствами топлива и приводит несколько примеров различных нефтяных и возобновляемых видов топлива, используемых в двигателях.

12б. Характеристики топлива Показывает математический способ оценки влияния различных свойств топлива на характеристики двигателя.

12с. Самовоспламенение Исследует свойства самовоспламенения топлива, количественно определяемые октановым числом или цетановым числом, и то, как они влияют на работу и характеристики двигателей с искровым и компрессионным зажиганием.

12д. Топливная эффективность Показывает, как количественно оценить эффективность двигателя путем сравнения эквивалентной мощности топлива, потребляемого двигателем, с вырабатываемой мощностью.

13. Процессы сгорания

В этих видеороликах более подробно рассматриваются процессы сгорания, происходящие в двигателе, путем рассмотрения основных химических реакций. Эти концепции помогают учащимся понять важность соотношения воздух/топливо при сгорании, а также причины образования нежелательных газов в выхлопных газах.

13а. Теория горения Использует базовые знания химии для создания уравнения химической реакции, управляющего сгоранием топлива в камере сгорания.

13б. Соотношение воздух-топливо Показывает, как рассчитать идеальное соотношение воздух/топливо для сжигания различных видов топлива.

13с. Причины выбросов Обсуждается, как выбросы образуются в выхлопных газах двигателя из-за отклонений от идеальной реакции сгорания.

13д. Стратегии контроля выбросов Объясняет общие методы и устройства, используемые в современных двигателях для снижения вредных выбросов.

14. Охлаждение двигателя

Большая часть энергии топлива, потребляемой двигателем, которая не преобразуется в полезную выходную мощность, приводит к выработке тепла. Это видео иллюстрирует важность охлаждения двигателя для предотвращения повреждений и показывает примеры различных методов охлаждения. Видео

15. Смазка двигателя

В технологии смазки двигателя реализовано множество технических достижений. В этих видеороликах рассматриваются различные типы систем смазки, которые используются в двигателях, и свойства жидкостей, используемых в этих системах.

15а. Системы смазки Описывает основные типы систем смазки, которые используются в двигателях различных размеров.

15б. Свойства смазочных материалов Перечисляет и объясняет критические свойства смазочных жидкостей и способы выбора подходящей жидкости для двигателя.

Основы двигателей внутреннего сгорания

Краткое описание курса

Этот краткий курс представляет собой обзор современного состояния автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и исследует некоторые технические решения, которые промышленность принимает в ответ на текущие и будущие проблемы регулирования выбросов и экономии топлива. Теория и принципы работы вводятся по мере необходимости для анализа каждой темы.

Краткий курс длится примерно восемь часов и может проводиться в режиме реального времени или в виде онлайн-семинара для самостоятельного изучения.

Необходимы базовые знания термодинамики и автомобильных систем.

Цели

По завершении этого краткого курса студенты получат знания по:

• Введение : Регуляторные и рыночные факторы, определяющие развитие автомобильной промышленности. Влияние на двигатель внутреннего сгорания и технологию трансмиссии.

• Обзор основ двигателя внутреннего сгорания : Основные операции. Обзор процессов в цилиндрах, термодинамика, принципы сгорания, выбросы, требования к обработке выхлопных газов.

• Системы воздуховодов : Уменьшение размера и наддув двигателя, гибкое срабатывание клапана, усовершенствованные термодинамические циклы (Аткинсон, Миллер).

• Системы впрыска топлива и сгорания : Портовые и непосредственные системы впрыска для двигателей SI. Принципы сгорания двигателя. Отключение и перемещение цилиндра по требованию.

• Взаимодействие двигателя, трансмиссии и транспортного средства : определение дорожной нагрузки, анализ взаимодействия двигателя, трансмиссии и транспортного средства, ездовые циклы и нормативные ограничения.

• Принципы систем управления двигателем S. I. : проблема управления двигателем, введение в системы управления двигателем, принципы управления на основе крутящего момента.

• Достижения в технологиях силовых агрегатов : обзор архитектур электрифицированных силовых агрегатов, систем «стоп/старт» (12 В), систем 48 В, конфигураций силовых агрегатов. Технологии электронного повышения.

Факультет

 

Марчелло Канова — адъюнкт-профессор машиностроения и аэрокосмической техники в Университете штата Огайо и заместитель директора по последипломному и непрерывному образованию в Центре автомобильных исследований. Его исследования сосредоточены на оптимизации и управлении силовыми установками, включая двигатели внутреннего сгорания, гибридно-электрические трансмиссии, системы накопления энергии и терморегулирование.

Работа Canova по оптимизации энергопотребления передовых силовых агрегатов привела к значительным преимуществам в экономии топлива и была реализована в производственных программах крупных OEM-производителей.