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1 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΜΕΚ Ι ΜΕΚ Ι ΘΕΩΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ 1 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ - ΜΕΚ I- Α. ΘΕΟ∆ΩΡΑΚΑΚΟΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΤΟΥΣ 2010 - 2011 ΑΝ∆ΡΕΑΣ ΘΕΟ∆ΩΡΑΚΑΚΟΣ [email protected] http://www.fluid-research.com/tei_1.htm ΒΙΒΛΙΑ 1 η Επιλογή: Μηχανές εσωτερικής καύσης (Χασιώτης) Περιεκτικό, καλύπτει ως ένα σημείο το μεγαλύτερο ποσοστό της διδακτέας ύλης 2 η Επιλογή: Μηχανές εσωτερικής καύσης (Κυριάκης) ποσοστό της διδακτέας ύλης. Πιο θεωρητικό. 2 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ - ΜΕΚ I- Α. ΘΕΟ∆ΩΡΑΚΑΚΟΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΤΟΥΣ 2010 - 2011 ΒΙΒΛΙΑ www.pi-schools.gr Βιβλία Παιδαγωγικού Ινστιτούτου Μηχανές Εσωτερικής Καύσης Ι Συστήματα Αυτοκινήτου ΙΙ 3 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ - ΜΕΚ I- Α. ΘΕΟ∆ΩΡΑΚΑΚΟΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΤΟΥΣ 2010 - 2011 Μηχανές Εσωτερικής Καύσης ΙΙ Τεχνολογία Υλικών Αυτοκινήτου ∆ΟΜΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ¾ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑ∆ΡΟΜΗ ¾ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΧΡΟΝΩΝ ΜΕΚ, ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΜΕΚ, ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ. ¾ ∆ΟΜΗ, ΣΥΓΚΡΟΤΗΣΗ, ΚΥΡΙΑ ΜΕΡΗ ΜΕΚ. ¾ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΘΕΡΜΟ∆ΥΝΑΜΙΚΗΣ ¾ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΘΕΡΜΟ∆ΥΝΑΜΙΚΗΣ. ¾ ΘΕΡΜΟ∆ΥΝΑΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ. ¾ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ∆ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΜΕΚ. ¾ ΚΑΥΣΗ, ΚΑΥΣΙΜΑ, ΡΥΠΟΙ. ¾ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΡΟΦΟ∆ΟΣΙΑΣ. 4 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ - ΜΕΚ I- Α. ΘΕΟ∆ΩΡΑΚΑΚΟΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΤΟΥΣ 2010 - 2011 ¾ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕ ΦΟΡΤΙΟ ΚΙΒΩΤΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ. ¾ ΑΛΛΟΙ ΘΕΡΜΟ∆ΥΝΑΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΥΒΡΙ∆ΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ¾ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ.

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1 : (), .

[email protected] http://www.fluid-research.com/tei_1.htm1 - I - . 2010 - 2011 2

2 : () .

- I - . 2010 - 2011

www.pi-schools.gr

, , . , , . . . .

, , . . . . .

3

- I - . 2010 - 2011

4

- I - . 2010 - 2011

1

V

L3

SIm3

lt UK gal US gal at (kp/cm2) bar torr (mmHg)oC oF

/ SI1.0000 E-03 4.5461 E-03 3.7854 E-03 9.8066 E+04 1.0000 E+05 1.3332 E+02 TC=TK-273.15 TF=(9/5)TC+32

. WANKEL. . .

p

FL-3

Pa (N/m2)

. . .

, T v Q c, C E W

L3M-1 FL-3 ML-3 (Q) (Q)M-1-1 FL

K m3/kg N/ m3 kg/ m3 J (Nm) J/kgK J

kp/m3

9.8066 E+00

kcal BTU kcal/kgK kpm Wh kWh erg kpm kW kpm/s kcal/s HP = 76 kpm/s PS, CV = 75 kpm/s g/kWh g/PSh(g/kWh = 1.3596 g/PSh)

4.19 E+03 1.0587 E+03 4.19 E+03 9.8066 E+00 3.60 E+03 3.60 E+06 1.00 E-07 9.8066 E+00 E 00 1.0 E-03 9.8066 E+00 4.19 E+03 7.4570 E+02 7.3549 E+02 3.6 E-09 2.64784 E-09 4.19 E+03 9.8066 E+00 - I - . 2010 - 2011 6

T N, P

FL FLT-1

Nm W (J/s)

.

be

MF-1L-1

kg/Ws

5

H R*

(Q)M-1 FL M-1-1

J/kg 8314.34 J/kmolK

kcal/kg 847.8 kpm/kmolK

- I - . 2010 - 2011

- . . . , .

(OTTO) DIESEL HCCI (Homogenous charge compression ignition) PCCI (Premixed charge compression ignition)

( 200.000 ): (). . .

JET WANKEL - I - . 2010 - 2011

: ( ). . (.. 200.000 ).8 - I - . 2010 - 2011

PULSE JET RAM JET SCRAM JET7

2

1860 LENOIR : . . 3%. 1876 OTTO LANGEN : 9%. 1876 NIKOLAUS OTTO : 15%. 1876 CLERK : . 1883 GOTTLIED DAIMLER WILHELM MAYBACH : , .

1885 DAIMLER : . 1885 - 1886 : . 1886 DAIMLER : .

9

- I - . 2010 - 2011

10

- I - . 2010 - 2011

1887 ROBERT BOSCH : . 1889 DUNLOP : . 1893 MAYBACH : . 1893 HENRY FORD : . 1893 RUDOLF DIESEL : . 1897 : . 1897 LOHNER PORSCHE : .

1909 HENRY FORD : Ford T. 1911 CHARLES KETTERING : . 1913 FORD : Tin-Lizzy. 1923 BENZ - MAN : Diesel. 1936 DAIMLER - BENZ : . 1950 ROVER : . 1964 NSU-WANKEL : .

11

- I - . 2010 - 2011

12

- I - . 2010 - 2011

3

1966 BOSCH : (D Jetronic) . 1970 : , 1978 : ABS . 1984 : . 1985 : ( ) . 1997 : .

(Vc)

(D)

() (Vh)

(r)13 - I - . 2010 - 2011 14 - I - . 2010 - 2011

(OTTO, DIESEL, , HCCI). 2 (2-, 4). (, ). (, , , ). . (, , V, ...) (, ). (, ). . ( (, ). ( ). ( ). (, , ). (, , , ...)

15

- I - . 2010 - 2011

16

- I - . 2010 - 2011

4

4- OTTOA: , (), . B: . C: . D: . E: . F: . G: ( ). H: . I: . J: , (), . K: (). L: . M: (). N: (). () O: . P: .

1: - 2: - 3: - 4: .

17

- I - . 2010 - 2011

18

- I - . 2010 - 2011

2- OTTO

2- OTTO

20

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21

- I - . 2010 - 2011

5

2- OTTO

4- DIESEL

22

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4- DIESEL

2- DIESEL

24

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- I - . 2010 - 2011

6

2- DIESEL

2- DIESEL

.

.

27

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- I - . 2010 - 2011

2- DIESEL

4- vs 2-4- - - - - --+++ --+++ +++ +++ 2- +++ --+++ -------

29

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30

- I - . 2010 - 2011

7

OTTO vs DIESELOTTO - - +++ --+++ +++ ----DIESEL --+++ ----+++ +++

WANKEL

31

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32

- I - . 2010 - 2011

WANKEL

WANKEL

33

- I - . 2010 - 2011

35

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8

TURBOFAN

36

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37

- I - . 2010 - 2011

4 .

(boxer)

6 . V90

4 . (BOXER) ( )

V

38

: W (Wankel)

- I - . 2010 - 2011

39

- I - . 2010 - 2011

9

4- -

6- V-90

40

- I - . 2010 - 2011

41

- I - . 2010 - 2011

4- (BOXER)

5 .

42

- I - . 2010 - 2011

43

- I - . 2010 - 2011

10

45

HONDA i-VTEC

- I - . 2010 - 2011

46

BMW M3 S54

- I - . 2010 - 2011

(Vc)( )

(D) (s)

() (Vh)

(l) ()

()

(r)47

2010 YZ450F

- I - . 2010 - 2011

48

- I - . 2010 - 2011

11

(cc, cm3, lt) D Vhs

Vh =

D2 4

H

Vc

Vc

VcVh

(cc, cm3, lt) (cc

VH = z Vh= Vh + Vc Vc

( ) ()

l

r = lH = 2r - I - . 2010 - 2011 50

( ):

=

Vh + Vc Vc

r

49

r sin ( ) = sin ( ) l

- I - . 2010 - 2011

Vc D Vhs

V = Vc +

D2 4

s

s = r (1 - cos( )) + l 1 1 2 sin 2 ( ) i s r 1 - cos( ) + sin 2 ( ) 2 s r 1 + - cos( ) sin (2 ) 4 4

(

)

Vc D Vhs

c=

ds ds d cos( ) = = r sin ( ) 1 + i dt d dt 1 2 sin 2 ( )

l

l

r

c = 2 H N sec 1 = 2 H

n min 1 6052

r

51

- I - . 2010 - 2011

- I - . 2010 - 2011

12

Vc D Vhs

Vc D Vhs

ds ds d cos( ) c= = = r sin ( ) 1 + i dt d dt 1 2 sin 2 ( )

b=

dc dc d cos(2 ) + 2 sin 4 ( ) = = 2 r cos( ) + 3 dt d dt 1 2 sin 2 ( ) 2

(

(

)

)

c r sin ( ) + sin (2 ) 2

b 2 r (cos( ) + cos(2 ))

lr

l

r

53

- I - . 2010 - 2011

54

- I - . 2010 - 2011

= 1/2

.

, , .

animation

55

- I - . 2010 - 2011

56

- I - . 2010 - 2011

13

4- OTTO

4- OTTOA: , (), . B: . C: . D: . E: . F: . G: ( ). H: . I: . J: , (), . K: (). L: . M: (). N: (). () O: . P: .

57

- I - . 2010 - 2011

58

- I - . 2010 - 2011

OTTO DIESEL OTTO (). . DIESEL . . .

-

60

- I - . 2010 - 2011

61

- I - . 2010 - 2011

14

4-

(, , , ). ( , ..).62 - I - . 2010 - 2011 63

. . (Nikasil, Lokasil, ..) - I - . 2010 - 2011

(4/)

, . / 64 - I - . 2010 - 2011 65 - I - . 2010 - 2011

15

1

66

- I - . 2010 - 2011

67

- I - . 2010 - 2011

1

1 ()

68

- I - . 2010 - 2011

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- I - . 2010 - 2011

16

4 () 4 V

, ( ) . , . . . ( ) .

70

- I - . 2010 - 2011

71

- I - . 2010 - 2011

. . . . .

!!!72 - I - . 2010 - 2011 73 - I - . 2010 - 2011

17

/

- I - . 2010 - 2011 75

- I - . 2010 - 2011

74

(.. ). 500 C. (.. ). . . 800 C. 1.5 2 mm. 45 .

- I - . 2010 - 2011

- I - . 2010 - 2011

76

77

18

250 350 C. . . 40 200 m.78 - I - . 2010 - 2011 79 - I - . 2010 - 2011

. , .

(OTTO DIESEL ).

W W

Otto.

Diesel.

W

W

W = p dV

81

- I - . 2010 - 2011

82

(Otto - Diesel).

.

- I - . 2010 - 2011

19

OTTO( )

P

W

p=W

W Vh

pVc

V

Vh

, .

83

- I - . 2010 - 2011

84

- I - . 2010 - 2011

OTTO( )3

OTTO :

1 2 . 2 3 (). 3 4 . 4 1 .

n th = 1

1 1

( = )

P

q23 2

:

p th = p1

4 q41 1

1 n (k 1) ( 1) ( 1) th

V1 = V4 = + V2 = V3 = p1 = 1 bar (), 1

V2=Vc

VVh V1= Vh + Vc

p th = p1

V p 2 = p1 1 V2 V p3 = p 4 1 V 2

p3 = p 2

T3 T2

q n th 23 n th = p 3 T1 1 1 T1 R ( 1) R + 1 q 23 p3 p2( )

q 23 = c v dT = cv (T3 T2 )T2

T3

p 4 = p1

T4 T1

:

k=

q 41 = c v dT = cv (T4 T1 )85

T4

: : p V = constant : pV = mR T - I - . 2010 - 2011 86

q23 R = 8314.3 J/KmolK . - I - . 2010 - 2011

T1

20

OTTO OTTO . , .Otto0.8

DIESEL( )

n th = 1

0.7

1 1

0.6

0.5

=1.40.4

=1.3 =1.25 =1 25

0.3

0.2

0.1

0 087

5

10

15

20

25

30 - I - . 2010 - 2011 88 - I - . 2010 - 2011

q23 2

DIESEL3

( ) 1 2 . 2 3 (). 3 4 .

DIESEL :

n th = 1

1 1

1 ( 1)

4 1 .4 q41 1 V2=VcV

=

V3 V2

P

.

V1 = V4 = + V2 = p1 = 1 bar

Vh

1

V1= Vh + VcT3

V p 2 = p1 1 V 2V p3 = p 4 1 V 3

Vh + Vc = Vc1 n ( 1) ( 1) ( 1) th

T3 = T2

V3 V2 :

q 23 = c p dT = cp (T3 T2 )T2

q 41 = c v dT = cv (T4 T1 )T189

T4

p th = p1

p 4 = p1

T4 T190

- I - . 2010 - 2011

- I - . 2010 - 2011

21

OTTO - DIESEL OTTO . , . DIESEL , , . , . , . 1 ( ) . ( ), .91 - I - . 2010 - 2011

DIESEL

A B C

P

V ( , , ). Otto. ( ) ( ). - I - . . 2010 - 2011

92

(DUAL OTTO-DIESEL SEMI-DIESEL LIMITED PRESSURE)q34 3 q23 4

q34 3 q23 4

:

1 2 . 2 3 (). 3 4 ().

1 p th = p1 n [(k 1) + k ( 1)] ( 1) ( 1) th

P

4 5 .

2 5 q51 1 V2=Vc

P

2 5 q51 1 V2=Vc

5 1 .

VVh V1= Vh + Vc

VVh V1= Vh + Vc

:

:93

k=

p3 p2

=

V4 V3

k 1 n th = 1 1 (k 1) + k ( 1) 1 - I - . 2010 - 2011

p th = p1 :94

q q 1 tot n th = p 3 tot n th 1 T1 R k 1 T1 RV4 V3 - I - . 2010 - 2011

k=

p3 p2

=

22

3

4 q23

Diesel ( Diesel) . 3 - 4 , =1, OTTO. 2 3 , k=1, DIESEL.P

2 5 q51 1 V2=Vc q61 6 Vh

V

V1= Vh + Vc

1 2 . 2 3 (). () 3 4 (). 4 5 . 5 6 . 6 1

95

- I - . 2010 - 2011

96

- I - . 2010 - 2011

:3 q23 4

OttoDiesel0.8 0.7 0.6 06

2

k 1 + ( 1) 1 n th = 1 1 (k 1) + k ( 1)

P

5 q51 1 V2=Vc q61 6 Vh

Otto0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

Diesel(10% ) Diesel(50% ) Diesel(100% )

V

V1= Vh + Vc

:

1 p th = p1 n [(k 1) + k ( 1)] ( 1) ( 1) thV4 V3

0 0 5 10 15 20 25 30

:97

k=

p3 p2

=

=

V6 V1

Otto98

- I - . 2010 - 2011

Diesel - I - . 2010 - 2011

23

( ) Vc , Vh . .

Otto,Diesel0.7

0.6 Otto 0.5 Diesel (10% ) (20% ) 0.3 (50% )

1 kg kg . 14.7 : 1 (1 kg 14.7 kg ) Hu = 42 500 KJ/kg . 42.500 kg . = 1,3, cv = 846 J/kgK, = 29.4, R = 8314,3 J/KmolK. .99 - I - . 2010 - 2011

kg .

0.4

0.2

0.1

0 0 5 10 15 20 25 30

Otto100

Diesel - I - . 2010 - 2011

Otto,Diesel25 400

Otto,Diesel

350 20 Otto Diesel (10% ) (20% ) 10 (50% ) Otto

Pmax/P1

P /P1

300

Diesel (10% ) (20% ) (50% )

15

250

200

150

100

5 50

0 0 5 10 15 20 25 30

0 0 5 10 15 20 25 30

Otto101

Diesel - I - . 2010 - 2011 102

Otto

Diesel - I - . 2010 - 2011

24

140

n th = 1 1 1n th = 1 1 1 1 ( 1)= V3 V2

P-V = 12.120

100

Otto Diesel

80

P/P1

(10% ) (20% ) (50% )

Otto.1

Diesel. k 1 + ( 1) 1 n th = 1 1 (k 1) + k ( 1)

60

k 1 n th = 1 1 (k 1) + k ( 1)

40

k=

p3 p2

=

V4 V3

20

=0 0103

2

4

6

8

10

12

14 - I - . 2010 - 2011 104

k=

V/Vc

(Otto - Diesel).

- I - . . 2010 - 2011

p3 p2

V4 V3

=

V6 V1

3

q234 OTTO

4 DIESEL

. .Pq23 2

2

3

. - .6 Vc 4 q41 1, 5

P

4 6 Vc 2 q23 34 DIESEL

q41 1, 5V

VVh

Vh

Pq23

3

4 OTTO

P

2 6 7 105 - I - . 2010 - 2011 106

4

VVh

Vc

5 q45 1

6 Vc V

4 q41 1, 5 - I - . h 2010 - 2011

V

25

OTTO( )

DIESEL( )

107

- I - . 2010 - 2011

108

- I - . 2010 - 2011

OTTO 4

OTTO 4

109

- I - . 2010 - 2011

110

- I - . 2010 - 2011

26

OTTO 4

OTTO 2

111

- I - . 2010 - 2011

112

- I - . 2010 - 2011

OTTO 2

OTTO 2

113

- I - . 2010 - 2011

114

- I - . 2010 - 2011

27

DIESEL 4

DIESEL 4

115

- I - . 2010 - 2011

116

- I - . 2010 - 2011

( )

. We Pe . i = 0.5 4, 1 2 W : i : 0.5 1 4 2 n : (/s) P : p : Vh :

. Wi . i = 0.5 4, 1 2

Pe = We n i pe =We Pe = Vh Vh n i

Pi = Wi n i W Pi pi = i = Vh Vh n i

p e (kPa ) =

Pe (kW ) 103 Vh (lt ) n (rev / s) i 6.28 Te ( Nm) Vh (lt ) i - I - . 2010 - 2011

W : i : 0.5 1 4 2 n : (/s) P : p : Vh :

Pe = Te = 2 n Te

: :

p e (kPa ) =

Otto: 8.5 10.5 bar, Diesel: 7 9 bar Otto: 12.5 17 bar, Diesel: 10 12 bar

117

- I - . 2010 - 2011

118

28

( )

,

n th

n g Otto 0.4 0.7, Diesel 0.6 0.8n i = n th n g =nm 0.8

Pi & Q

n e = n i n m = n th n g n m =

Pe Pe = & Q K Hu

(1 PS = 0.736 kW)

Te = F b Pe = 2 N T

. Q : : u :

Pe (kW ) = 2 N (rev / s) Te ( Nm) 10 3

119

- I - . 2010 - 2011

120

- I - . 2010 - 2011

, . p, .

be =

K K 1 = = Pe n e K H u n e H u be = 86 (g/kWh ) /k h ne

Hu = 42.000 KJ/Kg

nl = :

Otto 345 285 g/kWh Diesel 285 190 g/kWh : u : n : b : ( )

m p o To = = m th p T

4-Otto: 0.7 0.9 2-Otto: 0.5 0.7 ( )

121

- I - . 2010 - 2011

122

- I - . 2010 - 2011

29

- .

.

AF =

m air m fuel

.

==1 1

AF AFst

m AFst = air 14.7 m fuel st

.

(CH1.85 )x + y O 2 x CO 2 + x 1.85 H 2O2

1.85 y = 0.5 + 2 = 1.4625 2

C, H, O = 12, 1, 16. (12+1.85) kg 1.4625*32 kg . 23.2 %.123

- I - . 2010 - 2011

124

- I - . 2010 - 2011

. .

4

(overlap) .125 - I - . 2010 - 2011 126 - I - . 2010 - 2011

30

4

4 . ( ). , .

( , , ). ( ) , . - I - . 2010 - 2011 - I - . 2010 - 2011

127

128

4 ( , ). ( ). , .

4 ( ), . . ( ), .

( , ). , .129 - I - . 2010 - 2011 130 - I - . 2010 - 2011

31

2- - 4 . . ( , ). . . .

- .

=

AF AFst

=1 1

.

. - .

131

- I - . 2010 - 2011

132

- I - . 2010 - 2011

- .

. ( 0.72 0.78 gr/cm3). ( 0.78 0.85 gr/cm3). Diesel. ( ). . .

=

AF AFst

HC CO NOx

. . .

133

- I - . 2010 - 2011

134

- I - . 2010 - 2011

32

-

(CH2+2).

(CH2 CH2-2).

(CH2).

(CH2-6).

135

- I - . 2010 - 2011

136

- I - . 2010 - 2011

53% , 37% , 8% , 2% . : 1:1 85 (CH1.85)x. 1:1.85 . . = 0.72 0.78 gr/cm3 (API = 141.5/ 131.5) . ( CnHm m/n , ).137 - I - . 2010 - 2011 138

(ON OZ) (100 ) (0 ) . (TEL) 100 . ( RON ). . Super: 96 98, : 88 92, : 92 - 96

- I - . 2010 - 2011

33

(ON OZ) . super, (TEL) (TML). . . , . .

DIESEL . . . ( ). ( , > 60 C). . , . .

139

- I - . 2010 - 2011

140

- I - . 2010 - 2011

DIESEL (CN CZ) . ( 100) - (, 0) ( ) ( ) . , 55 - 45 () 45 - 30 ().

. (). ( ) . ). , , . . . x (HC CO ). Diesel. (.. 15%).

141

- I - . 2010 - 2011

142

- I - . 2010 - 2011

34

x. ( ) ). (-253C)

LPG (Liquid Propane Gas) - . . CO HC HC. , . . . DIESEL LPG LPG

.

(fuel cells).

CO HC NOx

143

- I - . 2010 - 2011

144

- I - . 2010 - 2011

(Natural Gas) 85% CH4. Otto, , . , diesel. 2 : LNG (Liquid NG, -162 C), CNG (Compressed NG 200 bar). 1 lt diesel = 4.5 lt CNG (200 bar). .

-

145

- I - . 2010 - 2011

( )146

- I - . 2010 - 2011

35

. - . . .

OTTO (). (, INJECTION).

147

- I - . 2010 - 2011

148

- I - . 2010 - 2011

OTTO - Bernoulli. .

OTTO - Bernoulli. .

149

- I - . 2010 - 2011

150

- I - . 2010 - 2011

36

OTTO - , , . .

OTTO -

( )151

() - I - . 2010 - 2011 152 - I - . 2010 - 2011

OTTO -

OTTO - . . (SPI) (MPI). . .

153

- I - . 2010 - 2011

154

- I - . 2010 - 2011

37

OTTO -

SPI (Single Point Injection) TBI (Throttle Body Injection)

PI (Multiple Point Injection)

155

- I - . 2010 - 2011

156

- I - . 2010 - 2011

MOTRONIC

OTTO . ( , 5 b ( bar ). . . . ( ).

BOSCH Motronic157 - I - . 2010 - 2011 158 - I - . 2010 - 2011

38

OTTO . (early induction injection, 70 - 100 bar). b ) 2 ( (early l t injection). l late i j ti ) (late induction injection, 200 bar). (swirl atomizers). (multi hole atomizers).

DIESEL . - ( ). 1000 b bar. (common rail). . . 2000 bar.

159

- I - . 2010 - 2011

160

- I - . 2010 - 2011

DIESEL

DIESEL

(inline pump) Common Rail161 - I - . 2010 - 2011 162 - I - . 2010 - 2011

39

OTTO ( ) 40 45 (0.0125 s 600 RPM 0 00125 s (0 0125 RPM, 0.00125 6000 RPM). , . ( ). ( 2 ). ( ). CO2 H2O.163 - I - . 2010 - 2011 164

OTTO

- I - . 2010 - 2011

OTTO () .

OTTO , , . , , . .

(1) (2)

(1) (2) (3)

( ).165 - I - . 2010 - 2011 166 - I - . 2010 - 2011

40

OTTO () : . . . ( 700 1400 Hz), . . () : , . ( 3000 5000 Hz , ), . .167 - I - . 2010 - 2011 168

OTTO

- I - . 2010 - 2011

OTTO 2 , , .

OTTO ( TEL TML). ( ). , . . 2 . . ( ). . (EGR, ).

169

- I - . 2010 - 2011

170

- I - . 2010 - 2011

41

DIESEL . . ( , ) ) ( = 10 = 2 ). 2000 bar , 5 50 m. 3 : ( ), ( ), ( ).

DIESEL

171

- I - . 2010 - 2011

172

- I - . 2010 - 2011

DIESEL : , . 8 10 ( ). ) . : . . : , , . : . ( ).173 - I - . 2010 - 2011 174

DIESEL

() () () () - I - . 2010 - 2011

42

: (Rh). NOx 2 2. : (Pt) (Pd). CO HC CO2 H2O.

.

.

() : . : . , , .175 - I - . 2010 - 2011 176

. - I - . 2010 - 2011

( ). . 900 C. . . = 1. . ( ). 250 C. . .

177

- I - . 2010 - 2011

178

- I - . 2010 - 2011

43

- . .

179

- I - . 2010 - 2011

180

- I - . 2010 - 2011

- ( ). = ( ) x () P, P = ( ) x () () ( ) P

- . . .

P( W ) = (rad / s) M ( Nm) P( W ) = 2 N (rev / s) M ( Nm)P(KW ) =

.

N( RPM ) M ( Nm) 30000

181

n

- I - . 2010 - 2011

182

- I - . 2010 - 2011

44

-

- Pmax 55 KW 5000 min-1 36.65 KW 140 Nm 2500 min-1 Mmax

P(KW ) =183

N( RPM ) M ( Nm) 30000

nMmax - I - . 2010 - 2011 184

nPmax - I - . 2010 - 2011

- ( ) . , , , , .... . .

- P, M, bPmax

Mmax be

nn185 - I - . 2010 - 2011 186

nMmax

nPmax - I - . 2010 - 2011

45

-

- () 100 %

be =

K 1 = (const) Pe ne

: P : n : b : ( )

P

. ( ), . 4- , . .25 %

75 % 50 %

n: .187 - I - . 2010 - 2011 188 - I - . 2010 - 2011

- . (.. ), (.. ) ....

-

P

() . , . , . u

F

P.

n189

P = Fu - I - . 2010 - 2011 190 - I - . 2010 - 2011

46

- P

- Ne 3 2

P () . , . , .

Pe 100 % 1 2 3 25 % () 75 % 50 % 1

()

n - I - . 2010 - 2011

n

Poincare: . 0: , 1: , 2: , 3: , ...192

191

- I - . 2010 - 2011

- PP3 3 Pe 100 % P1 P2 2 1 75 % 50 % 25 % ( () ) u2 u1

-

nM

PP 1 Pe 2

nA ():

i=

nM nA

i=

n-unM

i= nA

( ).193 - I - . 2010 - 2011 194

n

- I - . 2010 - 2011

47

-

nM

P1 P Pe 2

nA ():

i=

nM nAi=

i=

= () x ( ) - I - . 2010 - 2011

i= nM195

nA

n

- I - . 2010 - 2011

196

().

197

- I - . 2010 - 2011

198

- I - . 2010 - 2011

48

P

P

P n=nI 1 nI nI nIV

n

199 - I - . 2010 - 2011 200

n - I - . 2010 - 2011

P

(.. ). . ,

P

.

i=

nM = n A

i2 =

n min MEK 3800 i1 = i1 n max MEK 5800i2 = 2.49

n=nI

nI

nI

nIV

n

n201

.. i1 = 3.8

- I - . 2010 - 2011

202

- I - . 2010 - 2011

49

( )

() 1 P1 n1 , 2 . .

PP2

P1

1 2

n=nI P

nI

nI

nIV

n203 - I - . 2010 - 2011 204

n2 n1

n2

n

- I - . 2010 - 2011

() 1 P1 n1 , 2 . .

. .

PP2

22

P1

1 2

i=

n2 n 22

n2 n1 n22205

n2

n

- I - . 2010 - 2011

206

- I - . 2010 - 2011

50

. , . . . Qk , , , , , . kg . kmol m.

( , ) , ( kmol ). ( ). ( ). 2000 (), .

207

- I - . 2010 - 2011

208

- I - . 2010 - 2011

o u = WF h f g ( 2 ). u ( 2 ). WF 2 . hfg 2 . - u 10 20% ( ). 300 500 C, . . - , 2.

209

- I - . 2010 - 2011

210

- I - . 2010 - 2011

51

. , . .211 - I - . 2010 - 2011 212

& & B : H = m Bh B & & : H = m h

: Pe & & : H = m (h )R R

R TR

& & : H = m h

:

& & H = m h

& ( ) - I - . 2010 - 2011

& B & & & m B h + m h + m h = Pe + m R h R213

( )

TR

& & + m h + - I - . 2010 - 2011 214

& & & & & & m B h + m h m R h T = Pe + m R h TR h T + m (h h ) + R R R 4 3 14B 44 4444 4 2 3 144 2444 14 244 4 3 & & & Q QR & QB =mB u T

( )

[( ) ( ) ]

- I - . 2010 - 2011

52

& & & & & & m B h + m h m R h T = Pe + m R h TR h T + m (h h ) + R R R 4 3 14B 44 4444 4 2 3 144 2444 14 244 4 3 & & & Q & QR Q B = m B u T

.

( )

[( ) ( ) ]

Diesel .

& & & Pe QR Q A = 0.38 = 0.35 = 0.22 = 0.05 & & & & QB QB QB QB Otto .

& & & Pe QR Q A = 0 28 0.28 = 0 45 0.45 = 0 20 0.20 = 0 07 0.07 & & & & QB QB QB QBDIESEL

OTTO

215

- I - . 2010 - 2011

216

- I - . 2010 - 2011

.

.

DIESEL

OTTO

217

- I - . 2010 - 2011

218

- I - . 2010 - 2011

53

Joule (Brayton) P P

Otto

v

V

219

- I - . 2010 - 2011

220

- I - . 2010 - 2011

JOULE( BRAYTON) q23

JOULE( BRAYTON)

1 2 . W 2 3 . 3 4 . 4 1 .q41

V p 2 = p1 1 V 2T3

V p 4 = p3 1 V 2

q23 = c p dT = c p (T3 T2 )T2

q41 = c p dT = c p (T4 T1 )221 - I - . 2010 - 2011 222

T4

T1

- I - . 2010 - 2011

54

JOULE( BRAYTON) q23 q23

JOULE( BRAYTON)

W

nth =

T T1 W q23 q41 q = = 1 41 = 1 4 q23 q23 q23 T3 T2

W

:

rp =

p2 p1

:q41

n th = 1

1 1

q41 ( ( = ) )

V p2 = p1 1 V p1 2

rp = r

Otto.

nth = 1

1 rp 1

223

- I - . 2010 - 2011

224

- I - . 2010 - 2011

JOULE( BRAYTON) q23

W

:

nth =q41

W h34 h21 = = q23 Qin

=

Wt th Wc th Pt th Pc th = & Qin Qin W h21 bwr = c = Wt h34

1-2 ( ). .

- (back work ratio bwr):

Wt12 = Wi h1 h2 = h 1-2 (). .

225

- I - . 2010 - 2011

Wt12 = Wth h1 h2 = h226

- I - . 2010 - 2011

55

.

.

nmT = neT =

We Wi

niT =

Wi h c p12 T T = = Wth h c p12 T T

= .

.

We We Wi = = niT nmT Wth Wi Wth

227

- I - . 2010 - 2011

228

- I - . 2010 - 2011

. . .229

& Pth = m Wth

1-2 ( ). .

& Pi = m Wi & Pe = m We - I - . 2010 - 2011 230

Wt12 = Wi h2 h1 = h 1-2 (). .

Wt12 = Wth h2 h1 = h

- I - . 2010 - 2011

56

.

.

nmC = neC =

Wi We Wth Wth Wi = = niC nmC We Wi We

niC =

Wth h c p12 T T = = Wi h c p12 T T

= .

.

231

- I - . 2010 - 2011

232

- I - . 2010 - 2011

JOULE

3

2 2

2

3 4 4

1

4

4

2

2

. . .233

& Pth = m Wth & Pi = m Wi & Pe = m We - I - . 2010 - 2011 234

1

- I - . 2010 - 2011

57

JOULE Regenerative gas turbine

JOULE Gas turbines with reheat

:

nreg =

h x h2 h4 h2 . . ( ). ( ).236

- I - . 2010 - 2011

235

- I - . 2010 - 2011

JOULE Compression with intercooling

JOULE

,

237

- I - . 2010 - 2011

238

- I - . 2010 - 2011

58

. . . (.. ).

TURBOJET TURBOFAN

TURBOPROP TURBOSHAFT RAMJET SCRAMJET - I - . 2010 - 2011 240

.

239

- I - . 2010 - 2011

GAS GENERATOR ( )242

241

- I - . 2010 - 2011

- I - . 2010 - 2011

59

(COMBINED CYCLE) 25 % - 35 %. , , ... 45 % - 50 % . 60 %. 85 %.

243

- I - . 2010 - 2011

244

- I - . 2010 - 2011

. .245 - I - . 2010 - 2011 246 - I - . 2010 - 2011

60

TURBOPROP

TURBOSHAFT

, ( ) .247

- I - . 2010 - 2011

248

TURBOPROP, , . . - I - . 2010 - 2011

-

TURBOJET

. 249

.

- I - . 2010 - 2011

250

- I - . 2010 - 2011

61

TURBOJET

TURBOJET

251

- I - . 2010 - 2011

252

- I - . 2010 - 2011

TURBOJET (AFTERBURNING)

TURBOJET (AFTERBURNING)

253 - I - . 2010 - 2011 254 - I - . 2010 - 2011

62

TURBOFAN

TURBOFAN

: . - I - . 2010 - 2011 - I - . 2010 - 2011

255

256

TURBOFANTURBOPROP

- . . .

TURBOJET , . . . , . .

TURBOFAN . - . . ( TurboProp). ( TurboJet).257 - I - . 2010 - 2011 258 - I - . 2010 - 2011

63

RAMJET

SCRAMJETSupersonic Combustion RAMJET

259

. 2 5 Mach. 0.5 Mach. 5 Mach . 2 4 Mach TurboJet . ( TurboJet - I - . RamJet, Air Turbo Ramjet). 2010 - 2011

RamJet . . 6 8 Mach (hypersonic). 3 6 Mach SCRamJet RamJet. . ( ).260 - I - . 2010 - 2011

. . .

, . , , . . . , .

. . . . diesel (jet fuel ). . . .261 - I - . 2010 - 2011 262

- I - . 2010 - 2011

64

ATKINSON. ATKINSON - MILLER. . STIRLING. P

Joule (Brayton)

Otto P

V

V

263

- I - . 2010 - 2011

264

- I - . 2010 - 2011

Joule (Brayton) P

Otto P P

Joule (Brayton)

ATKINSON Otto P

V

P

V

V

P

V

Atkinson

Atkinson Otto

265

- I - . 2010 - 2011

V

266

- I - . 2010 - 2011

V

65

ATKINSON ATKINSON Atkinson . (). . . .

ATKINSON

267

- I - . 2010 - 2011

268

- I - . 2010 - 2011

ATKINSON Atkinson

ATKINSON - MILLER MILLER ATKINSON . . , .

269

- I - . 2010 - 2011

270

- I - . 2010 - 2011

66

ATKINSON - MILLER

ATKINSON - MILLER

, 2 .

2 , .

. .

.272 - I - . 2010 - 2011

271

- I - . 2010 - 2011

ATKINSON - MILLER

ATKINSON - MILLER , , . . . .

=

+ + - I - . 2010 - 2011 274 - I - . 2010 - 2011

=273

67

ATKINSON - MILLER . . .

ATKINSON - MILLER

, MAZDA. TOYOTA PRIUS. .

. ( ). .

275

- I - . 2010 - 2011

276

- I - . 2010 - 2011

ATKINSON - MILLER TOYOTA PRIUS THS II (2007): x : : : : : : : 1.5 lt 75.0mm x 84.7mm 13.5:1 76 BHP @ 5000 115 Nm @ 4200 4 2 4

CO2

277

- I - . 2010 - 2011

278

- I - . 2010 - 2011

68

279

- I - . 2010 - 2011

280

- I - . 2010 - 2011

(FUEL CELLS) ; . . . . . . , (.. ) . PEM (Proton Exchange membrane). .

(FUEL CELLS) PEM (Proton Exchange Membrane)

281

- I - . 2010 - 2011

282

- I - . 2010 - 2011

69

(FUEL CELLS)

(FUEL CELLS)

283

- I - . 2010 - 2011

284

- I - . 2010 - 2011

(FUEL CELLS) (FUEL CELL STACKS)

(FUEL CELLS) . . , . . ( ).

(-253 C). . ( ). .285 - I - . 2010 - 2011 286 - I - . 2010 - 2011

70

(FUEL CELLS) . (.. ).2 4

STIRLINGP3

STIRLING

1 2 ( ). 2 3 . 3 4 ( ) 4 1 . V

. (.. FC, ). .1

:

n th = 1

T1 T3

Carnot ( 2 ).287 - I - . 2010 - 2011 288 - I - . 2010 - 2011

STIRLING STIRLING STIRLING (CS) (PP)

STIRLING

(S) (P)

292

- I - . 2010 - 2011

293

- I - . 2010 - 2011

71

STIRLING STIRLING (S) (DP) (CS) (PP)

STIRLING STIRLING

294

- I - . 2010 - 2011

295

- I - . 2010 - 2011

STIRLING STIRLING

STIRLING STIRLING (ross yoke)

(S) (DP) ( ) (CS) (PP)

296

- I - . 2010 - 2011

297

- I - . 2010 - 2011

72

STIRLING . . . . . . , . . , ( ). ( ) . , . .298

STIRLING . ( ). . Sterling ( ). . Stirling . ( , ). , . ( .), .

- I - . 2010 - 2011

299

- I - . 2010 - 2011

STIRLING . . . , . , , . . Stirling (NASA SRG (Stirling Radioisotope Generator)). (KOCKUMS Gotland class submarine). . (.. , ). .300 - I - . 2010 - 2011 301

STIRLING KOCKUMS Gotland class submarine

- I - . 2010 - 2011

73

STIRLING

STIRLING

303

- I - . 2010 - 2011

304

- I - . 2010 - 2011

STIRLING

STIRLING /

305

- I - . 2010 - 2011

306

- I - . 2010 - 2011

74