Ερωτήσεις Θεωρίας

Ερ. 1: Αναφέρετε τα μέρη του κορμού ενός εμβολοφόρου κινητήρα. Σύντομη περιγραφή. Απάντηση: ΜΕΚ. 1 ο Μαθημα σλαιντ

Κορμός μηχανής – Σώμα κυλίνδρων είναι το δομικό στοιχείο της μηχανής που περικλείει του κυλίνδρους και συνδέεται με το άνω μέρος του σκελετού σε μικρές μηχανές είναι ενιαίο με το σκελετό σε μεγάλες μηχανές περιβάλει και στηρίζει τα χιτώνια που σχηματίζουν τους κυλίνδρους περιλαμβάνει, εκτός των κυλίνδρων, τους θαλάμους κυκλοφορίας του ψυκτικού μέσου (υδροχιτώνια, υδροθάλαμοι) και τμήμα των αγωγών κυκλοφορίας λαδιού Βασικά μέρη εμβολοφόρου κινητήρα

Κορμός μηχανής – Βάση ως τμήμα εμφανίζεται μόνο στις μεγάλες μηχανές πάνω στη βάση τοποθετείται όλη η μηχανή σε μικρές μηχανές είναι ενιαία με το σώμα σε μεγάλες μηχανές είναι ξεχωριστό τμήμα και στηρίζεται σε δοκούς στο κάτω μέρος είναι κλειστή σχηματίζοντας την ελαιολεκάνη στο εσωτερικό της βάσης σχηματίζεται ένας κλειστός ενιαίος θάλαμος που περικλείει το στροφαλοφόρο άξονα και ονομάζεται στροφαλοθάλαμος Βασικά μέρη εμβολοφόρου κινητήρα

Κορμός μηχανής – Συνδέτες ή εντατήρες κοχλίες μεγάλου μήκους που συνδέουν το σώμα των κυλίνδρων, το σκελετό και τη βάση είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι ώστε να εξασφαλίζουν ομαλή παραλαβή των τάσεων από την καύση και την παλινδρομική κίνηση των μαζών λόγω των ταλαντώσεων βρίσκονται πάντα υπό ισχυρή σύσφιξη Βασικά μέρη εμβολοφόρου κινητήρα

Ερ. 2: Ποια εξαρτήματα του εμβολοφόρου κινητήρα μετατρέπουν την παλινδρομική κίνηση σε περιστροφική. Απάντηση: Έμβολα, Διωστήρες, Στροφαλοφόρος άξονας Ερ. 3: Περιγράψτε την θεωρητική λειτουργία 4-χρονου εμβολοφόρου κινητήρα. Απάντηση: ΜΕΚ 1 ο Μάθημα σλαιντ 49.

Θεωρητική λειτουργία 4-Χ Μ.Ε.Κ. Το άνοιγμα της βαλβίδας εισαγωγής έχει γίνει ο για πετρελαιοκινητήρα και 5-25 ο για βενζινοκινητήρα πριν το έμβολο φτάσει στο ΑΝΣ. Η βαλβίδα εισαγωγής παραμένει ανοιχτή αρκετές μοίρες μετά το ΚΝΣ (25-50 ο για πετρελαιοκινητήρα και ο για βενζινοκινητήρα). Η συμπίεση του μίγματος ή του αέρα ξεκινάει αρκετές μοίρες μετά το ΚΝΣ. Η έγχυση του καυσίμου ξεκινάει 8-10 ο μοίρες πριν το ΑΝΣ και ολοκληρώνεται ο μετά το ΑΝΣ. Η καύση ξεκινά με την έγχυση του καυσίμου και ολοκληρώνεται σχεδόν με το άνοιγμα της βαλβίδας εξαγωγής. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει ο πριν το έμβολο φτάσει στο ΚΝΣ και κλείνει 5-25 ο μετά το ΑΝΣ.

Ερ. 4: α)Ποια τα βασικά είδη υπερπλήρωσης. β)Σχεδιάστε και περιγράψτε σύντομα την μικτή υπερπλήρωση. Απάντηση: ΜΕΚ 2 ο Μάθημα σλαιντ γ) Αναφέρετε τουλάχιστον τρία οφέλη από τη χρήση της υπερπλήρωσης. ΜΕΚ 2 ο Μάθημα σλαιντ 12

Υπερπλήρωση Είδη υπερπληρώσεως: Μηχανική υπερπλήρωση: η ισχύς του συμπιεστή διατίθεται από την ισχύ της μηχανής. Συμπιεστής Κινητήρας Καυσαέρια Εισαγωγή αέρα

Υπερπλήρωση Μηχανική Υπερπλήρωση: Συμπιεστές με ολισθαίνοντα πτερύγια (sliding vane) Έκκεντρα τοποθετημένος ρότορας Αυξάνει την πίεση του αέρα που εισέρχεται στον κύλινδρο λόγω ελαχιστοποίησης του όγκου του αέρα λίγο πριν την εισαγωγή Ελλιπής στεγανοποίηση Αύξηση θερμοκρασίας του αέρα λόγω συμπίεσης και σκέδασης ενέργειας (τριβή πτερυγίων-κελύφους)- βελτίωση με σύστημα ψύξης Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης σχετικά χαμηλός

Υπερπλήρωση Μηχανική Υπερπλήρωση: Οι περιστροφικοί συμπιεστες (rotary): Αποτελείται από 2 ρότορες με τρεις ή σπανιότερα 2 λοβούς συνδεδεμένους με σύστημα οδοντωτών τροχών. Παγίδευση του εισερχόμενου αέρα μεταξύ δυο λοβών και κελύφους Χαρακτηριστικά: – Μικρή σχέση συμπίεσης – Κυματοειδής μορφή της παροχής τους – Σταθερότητα της μέσης παροχής τους – Θορυβώδης λόγω κινουμένων μερών και κυματοειδούς παροχής του αέρα Κοχλιοφόροι συμπιεστές Περιστρoφικός τύπου Roots

Υπερπλήρωση Μηχανική Υπερπλήρωση: Φυγοκεντρικοί συμπιεστές Βελτιστοποίηση της απόδοση σε πολύ υψηλές στροφές λειτουργίας ( rpm) Περιορισμένη χρήση.

Υπερπλήρωση Είδη υπερπληρώσεως: Με στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίου: η ισχύς του συμπιεστή διατίθεται από την εκτόνωση των καυσαερίων σε ένα στρόβιλο. Αεροσυμπιεστής Κινητήρας Καυσαέρια Εισαγωγή αέρα Αεριοστρόβιλος Εξαγωγή καυσαερίων

Υπερπλήρωση Είδη υπερπληρώσεως: Με μικτή υπερπλήρωση: συνδυασμός μηχανικού συμπιεστή και συμπιεστή καυσαερίων Αεροσυμπιεστές Κινητήρας Καυσαέρια Εισαγωγή αέρα Αεριοστρόβιλος Εξαγωγή καυσαερίων

Ενδιάμεση ψύξη υπερπλήρωσης Χρησιμοποιείται κυρίως σε στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων για την ψύξη του αέρα στην έξοδο του συμπιεστεί πριν την είσοδο στον θάλαμο καύσης Κινητήρας Καυσαέρια Εισαγωγή αέρα Αεριοστρόβιλος Εξαγωγή καυσαερίων Είσοδος αέρα ψύξης Έξοδος αέρα ψύξης Εναλλάκτης Q out

Υπερπλήρωση Ωφέλη: Η μεγαλύτερη μάζα αέρα επιτρέπει την καύση μεγαλύτερης ποσότητας καυσίμου και συνεπώς την αύξηση της παραγόμενης ισχύος για τον ίδιο όγκο κυλίνδρου. Για δεδομένη ισχύ είναι δυνατή η κατασκευή μηχανών με σημαντικά μικρότερο όγκο και βάρος. Μειώνεται η κατανάλωση καυσίμου της μηχανής ανά παραγόμενο ίππο σε όλα τα φορτία. Παρά το υψηλό κόστος του υπερπληρωτή, το συνολικό κόστος κτήσης της μηχανής μειώνεται συγκρινόμενο με το κόστος μηχανής αντίστοιχης ισχύος χωρίς υπερπλήρωση.

Ερ. 5: α)Τι ονομάζουμε θερμογόνο δύναμη ενός καυσίμου; β) Ποια η διαφορά της ανώτερης και κατώτερης θερμογόνου δύναμης ενός καυσίμου; γ) ποια χρησιμοποιείται στις εμβολοφόρες ΜΕΚ και γιατί. Απάντηση: ΜΕΚ 3.1 ο Μάθημα σλαιντ

Θερμογόνος δύναμη καυσίμου Θερμογόνος δύναμη καυσίμου: Θερμογόνος δύναμη ονομάζεται η παραγόμενη θερμότητα καύσης ανά μονάδα μάζας του στερεού ή του υγρού καυσίμου ή ανά μονάδα μάζας του αέριου καυσίμου. Διακρίνεται σε κατώτερη και ανώτερη θερμογόνος δύναμη

Θερμογόνος δύναμη καυσίμου Ανώτερη και κατώτερη θερμογόνος δύναμη καυσίμου: ανώτερη θερμογόνος δύναμη είναι η θερμότητα καύσεως που αντιστοιχεί σε υγρή φάση του νερού στο τέλος της καύσεως κατώτερη θερμογόνος δύναμη η θερμότητα καύσεως που αντιστοιχεί σε αέρια φάση του νερού στο τέλος της καύσεως η διαφορά ανώτερης και κατώτερης θερμογόνου δύναμης ισούται με τη λανθάνουσα θερμότητα ατμοποιήσεως της παραγόμενης μάζας νερού κατά την καύση 1 kgr καυσίμου στη θερμοκρασία καύσεως και είναι της τάξης του 10 – 20%.

Θερμογόνος δύναμη καυσίμου Στις εμβολοφόρες Μ.Ε.Κ., λόγω των υψηλών θερμοκρασιών χρησιμοποιείται πάντα η κατώτερη θερμογόνος δύναμη ενός καυσίμου. Τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται στις Μ.Ε.Κ. διαφέρουν ελάχιστα ως προς την περιεκτικότητά τους σε άνθρακα και υδρογόνο. Ορίζεται το κανονικό καύσιμο, ως μέσο καύσιμο για διευκόλυνση υπολογισμών, με θερμογόνο δύναμη kJoule/kgr.

Ερ. 6: α) Τι αντιπροσωπεύει ο μικτός ιδανικός πρότυπος κύκλος αέρα και από ποιες μεταβολές αποτελείται ( ή Carnot, ή Otto ή Diesel) ; β) σχεδιάστε τα διαγράμματα πίεσης όγκου και θερμοκρασίας εντροπίας. Απάντηση: ΜΕΚ 5 ο Μάθημα. Επιπλέον μπορεί να ζητείται ο βαθμός απόδοσης.

Μικτός ιδανικός πρότυπος κύκλος αέρα (dual cycle) Αποτελεί σύνθεση των κύκλων Otto και Diesel και μπορεί να περιγράψει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη λειτουργία τόσο του κινητήρα Otto όσο και του κινητήρα Diesel Αποτελείται από: – 1→2: ισεντροπική συμπίεση αέρα – 2→3: πρόσδοση θερμότητας υπό σταθερό όγκο – 3→4: πρόσδοση θερμότητας υπό σταθερή πίεση – 4→5: ισεντροπική εκτόνωση αέρα – 5→1: αποβολή θερμότητας υπό σταθερό όγκο.

Μικτός ιδανικός πρότυπος κύκλος αέρα (dual cycle)

Ερ. 7: Αφού σχεδιαστούν τα διαγράμματα P-V και T- S Ζητείται ο βαθμός απόδοσης του κύκλου αέρα Otto (ή Diesel κλπ) συναρτήσει των θερμοκρασιών. Απάντηση: Απάντηση: ΜΕΚ 5 ο Μάθημα.