Федеральное агентство по образованию
Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

«СОГЛАСОВАНО» «УТВЕРЖДАЮ»

Председатель УМК по Проректор УГАТУ

специальности 140501 по учебной работе

Двигатели внутреннего сгорания д.т.н. , профессор

д.т.н., профессор ___________Н.К. Криони ______________Н.А. Иващенко «____»_________2010 г.

«____» ______________2010 г.

Ф О Н Д Ы

заданий к государственному квалификационному
междисциплинарному экзамену по специальности

140501 – Двигатели внутреннего сгорания

(для УГАТУ)

Зав. кафедрой двигателей

внутреннего сгорания,

к.т.н., доцент

______________Р.Д. Еникеев

Утверждено на Совете

Факультета «Авиационные двигатели»

Декан ФАД, д.т.н, профессор

_______________И.А. Кривошеев

УФА – 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Принятый в УГАТУ учебный план направления подготовки дипломированных специалистов по специальности 140501 – «Двигатели внутреннего сгорания» включает проведение итогового междисциплинарного экзамена по специальным дисциплинам. Целью экзамена является контроль наличия у студентов минимального уровня знаний, определяемого соответствующим образовательным стандартам, и степени свободного, оперативного владения этими или более глубокими знаниями при решении нетиповых задач. Условия решения именно нетиповых задач вытекает из особенностей принятой на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания» УГАТУ технологии подготовки специалистов. Использование этой технологии позволяет воспитывать у студентов самостоятельность и творческий подход к решению профессиональных задач.

В соответствии с принятой в технологии методикой приема междисциплинарных экзаменов уровень остаточных знаний по дисциплинам, их достаточность с точки зрения минимального уровня, определяемого образовательным стандартом, оценивается с помощью контрольных вопросов по дисциплинам. Вопросы позволяют проконтролировать наличие у студентов минимально необходимого уровня знаний. Более высокий уровень знаний выявляется при решении студентом предложенной задачи и при ответах на дополнительные вопросы.

Процедура экзамена заключается в ответе студента на 10 контрольных вопросов по дисциплинам и решении задачи. Условием получения студентами удовлетворительной оценки является безошибочный ответ на контрольные вопросы после 5-7 минутной подготовки. Более высокие оценки выставляются экзаменационной комиссией экспертно по результатам решения студентом задачи и ответов на дополнительные вопросы членов комиссии.

На экзамены выносятся дисциплины: «Теория рабочих процессов», «Конструирование ДВС», «Динамика ДВС», «Агрегаты наддува», «Системы ДВС», «Основы научных исследований и испытаний ДВС», «Химмотология» и «Диагностика ДВС».

В настоящем сборнике приведены комплекты контрольных вопросов по указанным дисциплинам с ответами и предлагаемые студентам задачи.

I. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Теория рабочих процессов ДВС»

1. Какими основными показателями характеризуются эффективность идеального термодинамического и действительного циклов ДВС?

* Эффективность этих циклов характеризуется термическим и индикаторным КПД соответственно, а также средним давлением цикла и средним индикаторным давлением.

2. Дайте определение степени сжатия в цикле ДВС.

* Отношение максимального объема рабочей камеры к минимальному.

3. Каков характер зависимости показателей эффективности идеальных и действительного циклов ДВС от степени сжатия?

* С увеличением степени сжатия КПД и среднее давление идеального и, в большинстве случаев, действительного циклов ДВС растут.

4. Как зависит термический КПД термодинамического цикла ДВС от способа подвода тепла?

* При одинаковой степени сжатия максимальный термический КПД цикла ДВС достигается при подводе тепла при постоянном объеме, минимальный – при постоянном давлении, при смешанном подводе тепла КПД тем выше, чем большая часть тепла подводится при постоянном объеме.

5. Какие способы математического моделирования цикла ДВС в основном используются в настоящее время?

* а) Описание процессов сжатия и расширения с помощью политроп, а сгорания и смены рабочего тела соответствующими изобарами и изохорой;

б) описание процессов, протекающих в рабочей камере и ГВТ системой дифференциальных уравнений с последующим их численным интегрированием.
6. Дайте определение стехиометрического соотношения топлива.

* Количество воздуха, теоретически необходимое для полного сжигания единицы топлива.

7. Дайте определение коэффициента избытка воздуха горючей смеси.

* Отношение действительного количества воздуха, приходящегося на единицу топлива в горючей смеси, к стехиометрическому соотношению.

8. Дайте определение химической неполноты сгорания.

* Потери низшей теплоты сгорания топлива вследствие применения богатой горючей смеси.

9. Каковы основные соображения, принимаемые во внимание при выборе степени сжатия ДВС?

* Для двигателя с принудительным воспламенением: КПД цикла, возможность возникновения детонации. Для двигателя с воспламенением от сжатия: КПД цикла, возможность холодного пуска двигателя.

10. Какие параметры газовой смеси оказывают наиболее сильное влияние на скорость протекания химической реакции в ней?

* Температура, давление, концентрация реагирующих веществ.

11. От каких основных параметров горючей смеси зависят пределы её воспламеняемости по составу?

* От давления, температуры, количества остаточных газов, мощности запального устройства.

12. Каково влияние остаточных газов на скорость распространение пламени в однородной горючей смеси?

* С увеличением количества остаточных газов скорость распространения пламени в однородной горючей смеси падает.

13. Каково влияние степени турбулизации горючей смеси на скорость ее выгорания?

* Турбулизация горючей смеси повышает скорость ее выгорания.

14. Дайте определение угла опережения зажигания или впрыска топлива.

* Угол поворота коленчатого вала до ВМТ с момента подачи искры или начала подачи топлива в цилиндр.

15. К нарушениям каких процессов цикла ДВС приводят калильное зажигание и детонационное сгорание?

* В первом случае происходит преждевременное воспламенение заряда и нарушается протекание всего процесса тепловыделения, во втором случае нарушается часть процесса тепловыделения после возникновения детонации.

16. Каковы основные негативные последствия детонационного сгорания в ДВС?

* Повышенные тепловые и механические нагрузки, снижение мощности двигателя, ухудшение экономичности.

17. Что характеризует калильное число свечи зажигания?

* Интенсивность охлаждения ее элементов, находящихся в камере сгорания. Чем выше калильное число, тем выше интенсивность ее охлаждения и «холоднее» свеча.

18. Каким параметром оценивается жесткость работы двигателя?

* Максимальной скоростью нарастания давления в цилиндре.

19. В чем суть послойного смесеобразования в ДВС?

* В распределении топлива по объему камеры сгорания таким образом, чтобы между электродами свечи зажигания располагалась горючая смесь с составом, обеспечивающим ее воспламеняемость электрической искрой в условиях цилиндра, а в отдаленных же от электродов зонах располагалась обедненная смесь или чистый воздух.

20. Какими компонентами выбросов ДВС обуславливается их токсичность?

* Окисью углерода, окислами азота, различными углеводородами, сажей.

21. Какими тепловыми и химическими процессами сопровождается расширение рабочего тела в ДВС?

* Теплообменом со стенками рабочей камеры, тепловыделением вследствие процессов догорания и рекомбинации диссоциированных компонентов рабочего тела.

22. Дайте определение среднего индикаторного давления.

* Условное, постоянное по величине избыточное давление, которое, действуя на поршень в течение такта расширения, совершает работу, равную индикаторной работе цикла.

*Работа цикла, приходящаяся на единицу рабочего объема цилиндра.
23. Дайте определение индикаторной мощности.

* Количество работы, совершаемой рабочим телом в цилиндре ДВС в единицу времени.

24. Дайте определение индикаторного КПД.

* Отношение работы, совершенной рабочим телом в цилиндре ДВС, к количеству затраченной для совершения цикла теплоты.

25. Дайте определение удельного индикаторного расхода топлива.

* Количество топлива, необходимое для совершения единицы индикаторной работы.

26. Какими факторами ограничивается возможность обогащения горючей смеси в двигателях с воспламенением от сжатия?

* Содержанием свободного углерода в продуктах сгорания (дымностью).

27. Укажите причину различия индикаторных и эффективных показателей ДВС.

* Наличие механических потерь в ДВС.

28. Дайте определение эффективного КПД двигателя.

* Отношение работы, совершаемой двигателем при приводе потребителя энергии, к количеству затраченной для этого теплоты.

29. Дайте определение эффективного удельного расхода топлива ДВС.

* Количество топлива, затрачиваемого двигателем для совершения единицы эффективной работы.

30. Дайте определение скоростной характеристики предела дымления ДВС.

* Зависимость основных показателей работы ДВС от частоты вращения вала при подачах топлива на каждом скоростном режиме, соответствующих началу появления дыма в отработавших газах.

31. Дайте определение внешней (эксплуатационной внешней) скоростной характеристики ДВС.

* Зависимость основных показателей работы ДВС от скоростного режима при максимальной подаче топлива штатной топливной аппаратурой.

32. Дайте определение частичной скоростной характеристики ДВС.

* Зависимость основных показателей ДВС от скоростного режима при подаче топлива меньше максимальной.

33. Дайте определение нагрузочной характеристики ДВС.

*Зависимость основных показателей работы двигателя от нагрузки при постоянном скоростном режиме.

34. Дайте определение регуляторной ветви характеристики ДВС.

* Часть скоростной характеристики ДВС, протекание которой определяется работой регулятора частоты вращения.

35. Дайте определение понятия «двигатель с качественным регулированием».

* Двигатель, регулирование мощности которого осуществляется путем изменения состава сжигаемой в цилиндре двигателя горючей смеси.

36. Дайте определение понятия «двигатель с количественным регулированием».

* Двигатель, регулирование мощности которого осуществляются путем изменения количества подаваемой в цилиндр горючей смеси.

37. Дайте определение понятия «двигатель с внешним смесеобразованием».

* ДВС, в котором подготовка горючей смеси завершается, в основном, во впускном тракте.

38. Дайте определение понятия «двигатель с внутренним смесеобразованием».

* ДВС, в котором подготовка горючей смеси осуществляется непосредственно в рабочей камере.

39. Дайте определение коэффициента наполнения цилиндра ДВС.

* Отношение количества свежего заряда, оставшегося в рабочей камере после закрытия органов газообмена, к тому количеству, которое разместилось бы в рабочем объеме цилиндра при параметрах окружающей среды для двигателей без наддува, или при параметрах перед впускными органами для двигателей с наддувом.

40. Дайте определение коэффициента остаточных газов.

* Отношение количества остаточных газов в рабочей камере к количеству помещенного туда в результате газообмена свежего заряда.

41. Какие основные элементы должен содержать оптимальный с точки зрения наполнения цилиндров нерегулируемый газовоздушный тракт 4-х тактного ДВС?

* Индивидуальные для каждого цилиндра впускной и выпускной трубопроводы оптимальной длины и с необходимым законом изменения сечения по длине, соединяющие цилиндры с впускным и выпускным ресиверами, соответственно, впускные и выпускные клапаны цилиндров максимально возможного сечения и с оптимальными фазами открытия и закрытия.

42. Дайте определение режима принудительного холостого хода.

* Режим работы двигателя, при котором вследствие действия инерционных сил или внешнего источника энергии его вал вращается с частотой большей, чем это определяется величиной подачи топлива на режиме холостого хода.

II. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Конструирование ДВС»

1. Что такое двигатель внутреннего сгорания?

* Тепловой двигатель, в котором теплота образуется в результате горения топлива и подводится непосредственно к рабочему телу.

2. Дайте определение двигателя внешнего сгорания.

* Тепловой двигатель, в котором теплота образуется в результате горения топлива и подводится к рабочему телу через поверхность, ограничивающую это тело, от внешнего источника.

3. Дайте определение поршневого ДВС.

* Двигатель внутреннего сгорания объемного действия, в котором теплота преобразуется в работу силы, приложенной к возвратно-поступательно перемещающейся поверхности (поверхности поршня).

4. В чем отличие двигателя воздушного охлаждения от двигателя жидкостного охлаждения?

* В двигателе воздушного охлаждения цилиндры и головки цилиндров охлаждаются воздухом, а в двигателе жидкостного охлаждения – жидкостью.

5. В чем отличие двигателя двойного действия от двигателя простого действия?

* В двигателе двойного действия сгорание происходит переменно то с одной, то с другой стороны поршня, а в двигателе простого действия только с одной и той же стороны поршня.

6. Что такое двигатель с противоположно движущимися поршнями?

* Поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий в каждом цилиндре по два поршня, синхронно движущихся в основном в противоположных направлениях.

7. Перечислите основные компоновочные схемы двигателей.

* Рядная, V-образная, W-образная, звездообразная, оппозитная, с противоположно движущимися поршнями.

8. Что такое комбинированный поршневой двигатель?

* Двигатель внутреннего сгорания, в котором осуществляется комбинация принципов получения механической работы поршневого двигателя и газовой турбины, объединенных общим рабочим телом.

9. Что такое турбокомпаундный двигатель?

* Комбинированный поршневой двигатель, турбина которого связана с коленчатым валом двигателя.

10. В чем отличие тронкового двигателя от крейцкопфного?

* В тронковом двигателе шатун соединяется непосредственно с поршнем, передающим на стенку цилиндра боковую силу, вызванную наклоном шатуна, а в крейцкопфном эта сила передается через скользящую деталь (крейцкопф) на направляющие, закрепленные вне цилиндра.

11. Что такое роторно-поршневой двигатель?

* Двигатель внутреннего сгорания объемного действия, в котором внешние поверхности ротора и внутренние поверхности статора образуют камеры, объем которых периодически меняется при плоскопараллельном движении ротора.

12. Что такое свободнопоршневой двигатель?

* Поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором кинематические характеристики движения поршня (перемещение, скорость, ускорение) не определяются какой-либо кинематической цепью.

13. Что такое базовый двигатель?

* Двигатель внутреннего сгорания оригинальной конструкции, на основе которого разрабатывается модификация или их семейство.

14. Что такое силовая установка с ДВС?

* Двигатель внутреннего сгорания с агрегатами, обеспечивающими его автономную работу, предназначенный для получения механической энергии.

15. Назовите характерные объемы надпоршневой полости.

* Объем камеры сгорания – объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ;

полный объем цилиндра – объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в НМТ;

рабочий объем цилиндра – объем, описываемый поршнем между мертвыми точками.

16. Почему рабочий цикл четырехтактного ДВС осуществляется за два оборота вала, а двухтактного – за один?

* Четырехтактный ДВС часть времени работает как насос. В двухтактном ДВС отсутствуют такты впуска и выпуска, а продувка и наполнение цилиндров осуществляется предварительно сжатым свежим зарядом.

17. Что такое система двигателя?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, обладающая способностью выполнять определенную функцию в двигателе.

18. Что такое рабочая камера и камера сгорания?

* Рабочая камера – система двигателя, предназначенная для преобразования теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, в работу силы, приложенной к поршню; образована компонентами, ограничивающими надпоршневое пространство. Камера сгорания – это рабочая камера при положении поршня в ВМТ.

19. Что такое неразделенная камера сгорания?

* Камера сгорания, представляющая собой единый объем, который может быть размещен в головке поршня, головке цилиндра, между днищами поршня и головки цилиндра или между днищами поршней.

20. Что такое разделенная камера сгорания?

* Камера сгорания, разделенная на две части (основную и дополнительную), сообщающиеся одним или несколькими каналами.

21. Что такое вихревая камера?

* Дополнительная часть разделенной камеры сгорания, в которой в процессе сжатия создается вихревое турбулентное движение рабочего тела, впрыск топлива осуществляется в эту камеру, смесеобразование и сгорание также происходят в основном в этой камере.

22. Что такое предкамера (форкамера)?

* Дополнительная часть разделенной камеры сгорания, в которой в результате предварительного частичного сгорания вводимого в нее топлива, возникает перепад давлений, используемый для интенсификации смесеобразования и горения в основной части камеры сгорания.

23. Что такое кривошипно-шатунный механизм?

* Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения поршней в движение вращения коленчатого вала двигателя.

24. Какие детали выполняют функции КШМ в двигателе Ванкеля?

* Ротор с шестерней внутреннего зацепления, эксцентриковый вал, шестерня внешнего зацепления в корпусе двигателя.

25. Назовите основные функции поршневой группы.

* Функция подвижной стенки рабочей камеры, функция передачи давления газов через шатун коленчатому валу, функция уплотнения рабочей камеры, функция теплоотвода.

26. Перечислите основные требования, предъявляемые к материалу поршней.

* Малый удельный вес, низкий коэффициент теплового расширения, прирабатываемость, прочность, износостойкость и антифрикционность.

27. Для чего нужны прорези в направляющей части поршня?

* Для организации теплового барьера, снижающего передачу тепла от головки поршня юбке.

28. Что такое перекладка поршня?

* Перемещение поршня в пределах зазора между цилиндром и поршнем при изменении направления действия боковой силы.

29. Назовите типы шатунов многорядных двигателей.

* Одинарные шатуны, шатуны вильчатой конструкции, система главного и прицепного шатунов.

30. Что такое уравновешивающий механизм?

* Механизм с эксцентричными массами, приводимый от коленчатого вала с необходимым передаточным отношением, снижающий гармонические составляющие неуравновешенных сил и крутящих моментов.

31. Назовите способы упрочнения и создания износостойкой внутренней поверхности цилиндров из алюминиевых сплавов.

* а) Покрытие поверхности твердым хромом;

б) покрытие поверхности никелем с включениями карбида;

в) введение в сплав никелеграфитовой пудры;

г) микродуговое оксидирование;

д) нанесение маслоудерживающего рельефа.

32. Назовите основные способы упрочнения и создания износостойкой внутренней поверхности чугунных цилиндров.

* Азотирование, закалка, хромирование, сульфидирование и фосфатирование, нанесение маслоудерживающего рельефа.

33. Назовите основные функции цилиндров ДВС.

* Функция стенок рабочей камеры, функция направляющих поверхностей для поршня, функция теплоотвода.

34. Как производится уплотнение газового стыка между головкой и цилиндром?

* Прокладкой, резьбой при наворачивании индивидуальной головки, поверхностью металлического контакта, герметиками.

35. Из каких основных частей состоит механизм клапанного газораспределения?

* Привод распределительного вала, распределительный вал с кулачками, привод клапанного механизма, клапанный механизм.

36. Что произойдет при изменении требуемого зазора в кинематической цепи ГРМ?

* При увеличении – изменение фаз газораспределения (уменьшение времени-сечения), при уменьшении – неплотная посадка клапана в седло.

37. Что такое гильзовое газораспределение?

* Золотниковое газораспределение, осуществляемое поршнем двигателя.

38. Что такое фазы газораспределения?

* Моменты открытия и закрытия впускных и выпускных органов (клапана или отверстия), выраженные в углах поворота коленчатого вала ДВС.

39. Что такое время-сечение отверстия?

* Характеристика пропускной способности отверстия с переменной по времени площадью сечения, равная определенному интегралу площади проходного сечения клапана или окна по времени или углу поворота вала.

40. Что такое система воздухоснабжения?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, предназначенная для подачи свежего заряда в цилиндр двигателя и удаления отработавших газов из цилиндра.

41. Назовите основные способы глушения газодинамического шума ДВС.

* а) Активный способ глушения за счет диссипации энергии звуковых волн в поглощающей облицовке;

б) реактивный способ глушения за счет перераспределения энергии звуковых волн по частоте.
42. Назовите основные методы нейтрализации отработавших газов.

* Термическая нейтрализация, каталитическая окислительная нейтрализация, каталитическая восстановительная нейтрализация.

43. Что такое трехкомпонентный нейтрализатор?

* Окислительно-восстановительный каталитический нейтрализатор для одновременной нейтрализации углеводородов, окиси углерода и окислов азота, в условиях поддержания стехиометрического состава смеси на входе в двигатель.

44. Что такое система пуска?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, обеспечивающих пуск двигателя.

45. Перечислите основные способы пуска двигателей.

* Пуск мускульной силой, пуск электрическим двигателем, пуск вспомогательным ДВС, пуск сжатым воздухом, пуск гидравлическим двигателем, пуск взрывом.
46. Что такое система зажигания?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, обеспечивающая воспламенение смеси от внешнего источника энергии, например, посредством искрообразования в свече зажигания.

47. Что такое классическая система зажигания?

* Индуктивная система зажигания, состоящая из индукционной катушки, контактного прерывателя с параллельно включенным конденсатором, источника энергии (батареи), распределителя (при необходимости).

48. Что такое температурный предел самоочищения свечи зажигания?

* Минимальная температура теплового конуса изолятора свечи зажигания, обеспечивающая ее самоочищение от нагара.

49. Перечислите современные методы расчета, применяемые для определения полей температур, деформаций и напряжений в деталях ДВС.

* Метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод граничных элементов, метод конечных объемов, метод свободных сеток.

50. В чем заключается метод конечных элементов?

* В аппроксимации непрерывной функции дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей.

51. Перечислите основные этапы метода конечных элементов.

* Идеализация, дискретизация, решение.

52. Назовите и дайте краткую характеристику методам проектирования, применяемым в САПР двигателей.

* а) Метод нисходящего проектирования – от «общего к частному», от систем к их составным частям;

б) метод восходящего проектирования – от «частного к общему», от элементной базы к системам.

III. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Динамика ДВС»

1. 
   Почему положительное и отрицательное ускорения поршня не равны по модулю?
   

* Потому, что величина ускорения складывается из ряда гармонических составляющих.

2. 
   Для чего применяется дезаксаж в поршне КШМ?
   

* Для уменьшения стука при переходе поршня через мертвые точки.
3. Какие силы действуют на детали КШМ?

* а) Силы давления газов;

б) силы инерции;

в) силы трения;

г) гравитационные силы.

4. 
   Почему крутящий момент ДВС непостоянен во времени?
   

* Потому, что переменны газовые силы и силы инерции.

5. 
   В какой плоскости действует момент сил инерции возвратно-поступательного движущихся масс рядного двигателя?
   

* В плоскости, проходящей через оси цилиндров.

6. 
   В каком направлении действуют силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс?
   

* Вдоль оси цилиндра

7. 
   В какой плоскости действует момент сил инерции вращающихся масс?
   

* В плоскости, проходящей через ось коленчатого вала.

8. 
   Какие массы КШМ приводятся к оси поршневого пальца.
   

* Массы поршня с кольцами, поршневого пальца и часть массы шатуна.

9. 
   Какие массы КШМ приводятся к оси шатунной шейки?
   

* Массы шатунной шейки, щек и часть массы шатуна.

10. 
    Какие силы учитывают при проведении динамического расчета КШМ ДВС?
    

* Силы давления газов и силы инерции движущихся масс.

11. 
    Каково назначение противовесов, устанавливаемых на продолжении щек КШМ?
    

* Уравновешивание сил инерции и их моментов, а также снижение нагрузок на коренные подшипники.

12. 
    Назовите условия уравновешенности двигателя.
    

* Равна нулю каждая из сумм: сил инерции поступательно-движущихся масс, центробежных сил, а также моментов от этих сил.

13. 
    Как уравновешиваются продольные моменты силы инерции поступательно движущихся масс?
    

* Противовесами, устанавливаемыми на двух валах.

14. 
    Как уменьшить степень неравномерности хода двигателя?
    

* а) Увеличением момента инерции движущихся деталей;

б) увеличением частоты вращения коленчатого вала;

в) увеличением числа цилиндров.

15. 
    Для чего на коленчатый вал двигателя устанавливают маховик?
    

* а) Для уменьшения степени неравномерности хода двигателя;

б) для реализации нерабочих ходов поршня;

в) для обеспечения плавного соединения двигателя с потребителем.

16. 
    Почему в ДВС возникают крутильные колебания коленчатого вала?
    

* Из-за действия переменного крутящего момента.

17. 
    Какими способами можно уменьшить амплитуды крутильных колебаний коленчатого вала?
    

* а) Изменением порядка работы цилиндров;

б) изменением частоты собственных колебаний коленчатого вала;

в) установкой гасителей колебаний.

18. 
    В чем преимущества безударных кулачков механизма газораспределения перед обычными кулачками?
    

* В безразрывном законе изменения ускорения клапана.

19. 
    Перечислите способы борьбы с резонансом клапанных пружин.
    

* а) Уменьшение зазора между витками пружин;

б) применение пружин с переменным шагом витков;

в) установка двух пружин с разной частотой собственных колебаний.
20. В каком случае может произойти разрыв кинематической связи в механизме газораспределения?

* Сила инерции больше силы сжатия клапанной пружины

21. Какую часть от полного хода проходит поршень аксиального КШМ при повороте коленчатого вала на угол от 0 до 90?

* Больше половины

22. Что можно определить по полярной диаграмме нагрузок на шатунную шейку?

* Величину и направление суммарных сил, действующих на шейку

23. Чему количество форм главных колебаний многомассовой крутильной системы?

* Количеству упругих соединений

IV. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Агрегаты наддува»

1. Что такое наддув?

* Предварительное сжатие заряда перед подачей его в рабочую камеру поршневого двигателя.

2. Какова цель применения наддува в ДВС?

* Увеличение массового наполнения рабочей камеры поршневого двигателя.

3. Дайте классификацию способов наддува ДВС.

* Наддув может быть осуществлен без применения специальных устройств (газодинамический) и с применением специальных устройств. В последнем случае различают наддув с применением:

а) приводных нагнетателей;

б) турбонаддува;

в) волновых преобразователей энергии.
4. Как различаются по принципу действия нагнетатели, применяемые для наддува ДВС?

* Применяются нагнетатели двух основных типов:

а) нагнетатели объемного типа;

б) осевые и центробежные нагнетатели (компрессоры) – лопаточные машины динамического действия.

5. Перечислите основные типы объемных нагнетателей, применяемых для наддува ДВС.

* а) Роторно-шестеренчатые;

б) поршневые;

в) винтовые;

г) роторно-пластинчатые.
6. Дайте определение осевых и центробежных компрессоров.

* Лопаточные машины динамического действия, сжатие газа в которых происходит при взаимодействии высокоскоростного потока газа с лопатками рабочего колеса и неподвижными элементами проточной части машины.

7. Перечислите основные конструктивные элементы центробежного компрессора.

* а) Входное устройство;

б) рабочее колесо, снабженное лопатками;

в) лопаточный и (или) безлопаточный диффузор;

г) воздухосборник («улитка»).
8. Дайте определение напорных характеристик нагнетателя.

* Зависимости степени повышения давления и адиабатного КПД нагнетателя от расхода при различных частотах вращения ротора.

9. Дайте определение газовой турбины.

* Лопаточная машина динамического действия, в которой часть энергии поступающих газов используется для получения механической работы в процессе расширения газов в неподвижных элементах проточной части машины и в межлопаточных каналах рабочего колеса.

10. Какова цель применения газовых турбин в комбинированных ДВС?

* Использование части энергии выпускных газов в расширительной машине для получения механической работы.

11. Что такое турбонаддув?

* Способ наддува ДВС, при котором часть энергии отработавших газов используется для получения механической энергии в расширительной машине (газовой турбине), которая частично или полностью используется на привод нагнетателя.

12. Что такое турбокомпрессор?

* Агрегат, состоящий из компрессора и турбины, объединенных общим валом.

13. Перечислите основные конструктивные элементы газовой турбины

* а) Входной патрубок;

б) сопловой (лопаточный или безлопаточный) аппарат;

в) рабочее колесо, снабженное лопатками;

г) выходной патрубок.
14. Что такое турбина активного типа?

* Турбина, в которой процесс расширения газов заканчивается, в основном, в сопловом аппарате и вращающий момент на лопатках рабочего колеса создается в основном вследствие поворота потока

15. Что такое турбина реактивного типа?

* Турбина, в которой расширение газов происходит как в сопловом аппарате, так и в сужающихся межлопаточных каналах рабочего колеса и вращающий момент создается как вследствие поворота потока, так и вследствие действия реактивной силы при расширении.

16. Дайте определение адиабатного КПД нагнетателей.

* Отношение работы адиабатного изоэнтропного сжатия к действительной работе, затраченной на сжатие.

17. Дайте определение мощностного КПД турбины.

* Отношение действительной работы расширения газов на турбине к изоэнтропной работе турбины по параметрам заторможенного потока.

18. Перечислите основные виды гидравлических потерь в лопаточных машинах.

* а) Профильные потери,

б) концевые потери,

г) дополнительные потери

19. Что такое максимальная работоспособность рабочего тела?

* Работа, которая может быть получена от рабочего тела в обратимых процессах перехода из данного состояния в состояние полного равновесия с окружающей средой.

20. Что такое эксергический КПД части тепловой машины?

* Отношение полученной в данной части машины механической работы к разности эксергий на входе и на выходе из данной части тепловой машины.

21. Опишите способ использования энергии выпускных газов с турбиной постоянного давления.

* Газы в турбину поступают из выпускного коллектора большого объема, с которым соединены выпускные патрубки группы цилиндров. Это обеспечивает близкие к стационарным параметры в потоке на входе в турбину, благоприятные для ее эффективной работы.

22. Опишите способ использования энергии выпускных газов с импульсной турбиной.

* К турбине подсоединяются короткие патрубки от 1-3 цилиндров, чтобы выпускные импульсы от цилиндров не накладывались. Это обеспечивает минимальные потери работоспособности при перетекании газов из цилиндра в турбину.

23. Какова цель регулирования компрессоров и турбин?

* Расширение диапазона эффективной совместной работы этих агрегатов друг с другом и с поршневым ДВС.

24. Какова цель охлаждения наддувочного воздуха в двигателях с наддувом?

* а) Повышение плотности свежего заряда;

б) снижение теплонапряженности комбинированного ДВС;

в) уменьшение удельной работы сжатия.

25. Какого типа охладители применяются для охлаждения наддувочного воздуха в системах надува ДВС?

* Рекуперативные поверхностные водо-воздушные и воздухо-воздушные охладители.

26. Почему для наддува ДВС используются центробежные компрессоры, а не осевые?

* Шире диапазон работы и выше степень повышения давления

27. У какой турбины кпд выше – импульсной или турбины постоянного давления?

* У турбины постоянного давления

28. Для чего применяют двухступенчатый наддув?

* Для расширения диапазона работы по расходу и увеличения кпд

29. Для чего применяют дросселирование воздуха на входе или на выходе из компрессора?

* Для ограничения давления наддува на режиме максимальной мощности

50. Для чего применяют перепуск части воздуха после компрессора на вход компрессора?

* Как антипомпажное средство и для ограничения давления наддува

V. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Системы ДВС»

1. Что такое система топливоподачи?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов для подготовки, дозирования, распыления и введения топлива в воздух, участвующий в рабочем процессе.

2. Что такое карбюрация?

* Процесс образования горючей смеси, происходящий в карбюраторе, впускном трубопроводе и заканчивающийся в цилиндре двигателя, заключающийся в подаче (эжектировании) топлива, распыливании топлива, его испарении и перемешивании с воздухом.

3. Что представляет собой характеристика карбюратора?

* Зависимость коэффициента избытка воздуха приготовленной карбюратором смеси от одного из параметров, характеризующих расход смеси.

4. Какие существуют способы коррекции смеси в карбюраторе на частичных режимах?

* а) Уменьшение разрежения у жиклера;

б) введение компенсационного жиклера;

в) регулирование разрежения в диффузоре;

г) изменение площади поперечного сечения жиклера.
5. Каково назначение системы холостого хода?

* Поддержание количества и качественного состава смеси для устойчивой работы двигателя на режиме холостого хода.

6. Каково назначение системы принудительного холостого хода?

* Улучшение экономичности двигателя и снижение токсичности отработавших газов на режимах принудительного холостого хода.

7. Что такое система впрыска топлива?

* Система топливоподачи с введением топлива под давлением во впускные трубопроводы или в рабочую камеру.

8. Что такое система распределенного впрыска топлива?

* Система впрыска топлива в рабочую камеру или во впускные трубопроводы, в которой топливо подается к каждому цилиндру по меньшей мере одной форсункой, при этом впускной трубопровод транспортирует только воздух, а топливовоздушная смесь образуется либо только в цилиндре, либо частично в зоне впускного клапана, а частично в цилиндре.

9. Что такое система центрального впрыска топлива?

* Система впрыска, в которой подача топлива осуществляется до разветвления впускных трубопроводов.

10. Назовите преимущества систем питания с распределенным впрыском топлива перед карбюраторными.

* а) Лучшая равномерность распределения топлива и воздуха по цилиндрам;

б) широкие возможности изменения конструкции впускной системы для обеспечения газодинамического наддува;

в) низкое газодинамическое сопротивление впускного тракта.

11. Что такое система непосредственного впрыска топлива?

* Система впрыска в камеру сгорания, в дизелях – в неразделенную камеру сгорания.

12. Что такое дифференциальный закон подачи топлива?

* Зависимость от времени мгновенного расхода топлива через распылитель.

13. Что такое интегральный закон подачи топлива?

* Зависимость от времени суммарного количества топлива, поступившего в цилиндр через распылитель форсунки в период от начала впрыскивания до данного момента.

14. Что такое продолжительность впрыскивания?

* Угол поворота кулачкового вала топливного насоса или время, соответствующие длительности впрыскивания топлива.

15. Каковы причины возникновения подвпрыскивания в форсунке топливной системы дизельного двигателя?

* Последовательное отражение волны сжатия от форсунки и от закрытого нагнетательного клапана ТНВД.

16. Каковы функции топливного насоса высокого давления дизельного двигателя?

* а) Дозирование топлива в соответствие с режимом работы двигателя;

б) создание давления для подачи топлива в форсунку и впрыска;

в) формирование закона подачи топлива.

17. Каковы функции топливной форсунки дизельного двигателя?

* Подача, распыливание и распределение топлива в рабочей камере.

18. Назовите способы управления цикловой подачей в топливном насосе высокого давления дизельного двигателя.

* а) Изменение активного хода плунжера;

б) дросселирование на перепускной линии;

в) дросселирование на впускной линии;

г) золотниковое регулирование;

д) клапанное регулирование.

19. Что такое система смазки двигателя?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, обеспечивающих подведение смазочного материала к поверхностям трения двигателя, его отвод, фильтрацию и охлаждение, суфлирование масляных полостей, а также использование масла как рабочей жидкости в гидравлических устройствах.

20. От каких параметров зависит количество масла в системе смазки?

* а) От удельного количества отводимой маслом теплоты;

б) от эффективной мощности двигателя;

в) от перепада температур масла на выходе и входе системы;

г) от теплоемкости масла.
21. Какие существуют типы масляных насосов?

* Шестеренные и винтовые насосы.

22. Что такое полнопоточный фильтр смазочного масла?

* Фильтр, включенный последовательно с главной масляной магистралью, через который проходит все количество смазочного масла, подаваемого в систему смазки.

23. Назовите основные типы масляных фильтров.

* Механические, химические, гидродинамические, магнитные, комбинированные.

24. Как контролируется состояние системы смазки?

* Контролируется давление масла на выходе из масляного насоса, перепады давления на фильтрах и охладителях, температура и уровень масла в баке или картере.

25. Что такое система охлаждения двигателя?

* Совокупность деталей, узлов и агрегатов, предназначенная для поддержания заданного теплового состояния двигателя.

26. Что такое система внутреннего охлаждения?

* Система охлаждения, в которой охлаждающей средой является рабочее тело.

27. Что такое система принудительного охлаждения?

* Система охлаждения посредством перемещения охлаждающей среды насосом (вентилятором).

28. От чего зависит количество жидкости в системе жидкостного охлаждения?

* а) От удельного количества отводимой от нагретых поверхностей теплоты;

б) от площади нагретых поверхностей;

в) от перепада температур жидкости на выходе и входе системы;

г) от теплоемкости жидкости.
29. От чего зависит эффективность теплоотвода в охлаждающую среду?

* а) От вязкости среды;

б) от плотности среды;

в) от теплопередачи через стенку теплообменника;

г) теплоемкости среды.
30. Какие существуют типы жидкостных насосов в системах охлаждения?

* Центробежные, водокольцевые, вихревые, шестеренные, поршневые.

31. Какие существуют типы вентиляторов в системах охлаждения?

* Осевые и центробежные.

32. Какие существуют типы охладителей?

* а) Охладители типа жидкость-газ;

б) охладители типа жидкость-жидкость.

VI. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Основы научных исследований и испытаний ДВС»

1. Чем отличаются типовые испытания от исследовательских испытаний ДВС?

* Объем и содержание типовых испытаний определяются техническими регламентами и государственными стандартами, исследовательских – не регламентированы.

2. На что расходуется механическая энергия, поглощаемая гидравлическими тормозными устройствами?

* В основном, на нагрев и перемещение масс рабочей жидкости.

3. Что такое рекуперация энергии тормозной установкой?

* Процесс преобразования энергии, поглощенной тормозной установкой, в энергию, удобную для использования, например, электрическую.

4. Опишите цепь преобразований одного вида энергии в другой, существующую в индукторной тормозной установке.

* Механическая энергия от ДВС превращается в электромагнитную, электромагнитная преобразуется в энергию электрического тока, энергия электрического тока превращается в джоулевую тепловую энергию.

5. Что такое обратимость применительно к электрическим тормозным установкам?

* Это возможность тормозного устройства приводить в движение вал ДВС (стартерный режим, режим холодной прокрутки) и создавать тормозящий момент (тормозной режим) без изменения кинематической схемы устройства.

6. Как должна располагаться внешняя граница поля характеристик тормозного устройства относительно поля скоростных характеристик ДВС?

* Внешняя граница поля скоростных характеристик тормозного устройства должна охватывать поле скоростных характеристик ДВС с гарантированным запасом по моменту, минимальным и максимальным оборотам.

7. Что такое первичный преобразователь?

* Устройство, на которое непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, преобразующее ее в другую физическую величину, более удобную для использования.

8. Что такое интеллектуальный датчик?

* Совокупность микрокомпьютера с первичным преобразователем и специального программного обеспечения для обработки сигналов и самодиагностики.

9. В чем причина возникновения динамических погрешностей измерительных устройств?

* В наличии инерционных элементов – механических масс, электрических индуктивностей и емкостей, тепловой инерционности компонентов измерительной цепи.

10. Для чего используется приведение результатов испытаний к нормальным условиям?

* Для обеспечения сравнимости результатов, полученных в разных атмосферных условиях.

11. Для чего используют индицирование в испытаниях ДВС?

* Для определения величин давления в рабочих камерах, построения индикаторных диаграмм и анализа параметров цикла.

12. Для чего снимают регулировочную характеристику ДВС по расходу топлива?

* Для определения оптимального для заданного режима расхода топлива и соответствующей настройки системы управления топливоподачей.

13. Что предпринимают для уменьшения влияния аддитивной погрешности на результат измерений?

* Используют прибор в поддиапазоне, на котором показания находятся на последней трети шкалы.

14. Для чего снимают регулировочную характеристику ДВС по зажиганию?

* Для определения оптимального для заданного режима двигателя и применяемого топлива угла опережения зажигания и соответствующей настройки системы управления.

15. Для чего применяют мостовые схемы включения первичных преобразователей?

* Для взаимной компенсации погрешностей преобразователей в плечах моста и удвоения чувствительности прибора.

VII. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Химмотология»

1. Что называется фракцией топлива?

* Группа углеводородов, выкипающая в определенном интервале температур.

2. Что называется фракционным составом топлива?

* Выраженное в объемных или весовых процентах содержание в топливе различных фракций.

3. Назовите основные вредные примеси в топливах для ДВС.

* Сернистые соединения, вода, механические примеси.

4. Как зависит вязкость жидкости от температуры, давления и средней молекулярной массы?

* Вязкость увеличивается при понижении температуры, повышении давления и увеличении молекулярной массы жидкости.

5. Что называется октановым числом?

* Процентное (по объему) содержание изооктана в его смеси с нормальным гептаном при условии, что эта смесь при стандартном методе испытаний обладает такой же детонационной стойкостью, как и исследуемое топливо.

6. Что характеризует октановое число?

* Детонационную стойкость топлива.

7. Чем отличается моторный метод определения октанового числа от исследовательского?

* При моторном методе условно реализуется режим номинального крутящего момента двигателя, а при исследовательском – переходный режим работы двигателя.

8. Что называется индексом вязкости?

* Безразмерная величина, характеризующая изменение вязкости масла в зависимости от температуры.

9. Для чего используют индекс вязкости?

* Для оценки пологости вязкостно-температурной характеристики моторных масел.

10. Что характеризует цетановое число?

* Склонность дизельного топлива к самовоспламенению.

11. Что называется цетановым числом?

* Процентное (по объему) содержание цетана в его смеси с -метилнафталином при условии, что эта смесь на стандартной установке и стандартном режиме имеет такую же задержку воспламенения, как и исследуемое топливо.

12. Назовите причины старения моторных масел?

* Изменение свойств масла в результате окисления, разложения и полимеризации углеводородов, а также загрязнение масла водой, топливом и механическими примесями.

13. Что такое пластичные смазочные материалы?

* Мазеобразные нефте- или синтетические продукты, имеющие структурный каркас, образованный частицами загустителя, ячейки которого содержат масло и предназначенные для снижения износа, консервации и герметизации.

14. Что характеризует число пенетрации?

* Консистентность пластичного смазочного материала.

15. Что характеризует температура каплепадения пластичных смазочных материалов?

* Теплостойкость пластичных смазочных материалов.

16. Что называется антифризом?

* Охлаждающая жидкость, не замерзающая при низкой температуре, водный раствор спиртов, гликолей, глицерина и некоторых неорганических солей.

VIII. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине «Диагностика»

1. Что такое дефект?

* Любое несоответствие свойств объекта заданным (требуемым или ожидаемым).

2. Назовите средства диагностирования.

* Аппаратурные средства, алгоритмические (программные) средства, человеческая (экспертная) составляющая средств диагностирования.

3. В чем отличие диагностических параметров от структурных?

* Диагностические параметры отличаются значимой корреляцией с дефектами и неисправностями в ходе их возникновения и развития.

4. Что такое проверочный тест?

* Набор воздействий, позволяющий оценить наличие неисправностей объекта.

5. Каким образом располагаются области диагнозов при детерминистском подходе к диагностированию?

* Области диагнозов принимаются непересекающимися, то есть вероятность одного диагноза равна единице при вероятности других диагнозов, равных нулю.

6. Сформулируйте постановку задачи при вероятностном подходе к диагностированию.

* Построить решающее правило, по которому совокупность признаков относят к одному из возможных диагнозов с заданной степенью достоверности результата и риска ошибки.

7. Что такое диагностический тест?

* Набор воздействий, позволяющий оценить наличие или отсутствие неисправностей объекта и локализовать их.

8. Назовите предпосылки использования диагностического метода Байэса.

* Наличие априорной информации о вероятности появления неисправностей, однородность диагностических параметров, допустимость угнетения редко встречающихся диагнозов.

9. На чем основывается диагностический метод Вальда?

* На последовательном анализе состояния объекта с пошаговым определением правдоподобия диагноза без заранее установленного числа обследований.

10. В чем отличие диагностических методов получения информации об объекте от любых других методов?

* В отсутствии разборки исследуемого объекта.

11. Для чего используется иерархическое представление о строении объекта диагностирования?

* Для снижения затрат на получение информации об объекте и разработки оптимального алгоритма диагностирования.

12. Какой метод абстрактного разбиения для построения иерархии объекта является оптимальным?

* Дихотомический -метод последовательного половинного деления объекта диагностирования.

13. Назовите признаки современных мотор-тестеров.

* Наличие интеллектуального ядра на базе ЭВМ, возможность перепрограммирования режимов диагностирования, обьективизация и визуализация процесса диагностирования, автоматизация рутинной работы на всех этапах.

14. Назовите цели прогнозирования технического состояния ДВС.

* Предотвращение отказов на маршрутах транспортных средств, исключение остановок и перебоев в работе энергоустановок, исключение ненужных затрат на техобслуживание и ремонт ДВС.

15. Какие особенности булевой алгебры делают ее удобным инструментом диагностирования?

* Переменные и функции булевой алгебры принимают только два значения: логический ноль и логическая единица, булевы функции могут описывать структуры из составляющих разной физической природы, булева алгебра легко переносится на языки программирования современных цифровых ЭВМ.

ЗАДАЧИ