Είσοδος

Εναλλαγή Αεριών & Υπερπλήρωση Μεκ

Γενικά στοιχεία

 

 
Διδάσκοντες

 
- Καθηγητής Δημήτριος Θ. Χουντάλας 
Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών 
Τομέας Θερμότητας
Κτίριο Ε, 2ος όροφος 
τηλ. 772-1259
email: dx1961@central.ntua.gr 
 
 
- Αναπλ. Καθηγητής Ευάγγελος Γ. Γιακουμής
Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών 
Τομέας Θερμότητας
Κτίριο Ν, 2ος όροφος, Γραφείο Α5
τηλ. 772-1360
email: vgiakms@central.ntua.gr

Ωρες -Αίθουσες Διδασκαλίας

Το μάθημα διδάσκεται κατά το εαρινό εξάμηνο δύο φορές την εβδομάδα σε 2ωρες διαλέξεις:

Δευτέρα, 12:45-14:30, αίθουσα Ζ101

Τετάρτη, 15:15-17:00, αίθουσα Ζ101

 

Περισσότερες Πληροφορίες - Εναλλαγή Αερίων

Το πρώτο Μέρος του μαθήματος διαπραγματεύεται το θέμα της ροής των αερίων στους κυλίνδρους εμβολοφόρων Μ.Ε.Κ. Η ροή των αερίων αποτελείται από το κομμάτι της εναλλαγής των αερίων διαμέσου βαλβίδων ή θυρίδων καθώς και από τη διατεταγμένη κίνηση εντός του κυλίνδρου ως αποτέλεσμα της διαδικασίας εισαγωγής.

Ο σκοπός της εναλλαγής των αερίων είναι να απομακρυνθούν τα καυσαέρια και να εισέλθουν τα νέα αέρια (αέρας ή μίγμα αέρα με ατμούς καυσίμου), για να πραγματοποιηθεί ο επόμενος κύκλος λειτουργίας. Επιθυμητό είναι να εισέλθει όσο το δυνατόν περισσότερη μάζα αέρα, ώστε να παραχθεί περισσότερη ισχύς, αφού αυτή είναι, γενικά, ανάλογη της μάζας του αέρα.ΓιΆ αυτόν το λόγο η μέγιστη (ενδεικνύμενη) ισχύς είναι διαθέσιμη κατά τη λειτουργία σε πλήρες φορτίο, όταν δηλαδή η ρυθμιστική ή στραγγαλιστική δικλείδα είναι πλήρως ανοικτή σε κινητήρες Otto ή όταν εγχύεται η μέγιστη παροχή καυσίμου σε κινητήρες Diesel.

Μερικά μεγέθη που είναι αντιπροσωπευτικά της εναλλαγής των αερίων είναι ο ογκομετρικός βαθμός απόδοσης, ο βαθμός παγίδευσης και, ειδικότερα, σε δίχρονους κινητήρες και ο βαθμός σάρωσης. Αυτά τα μεγέθη εξαρτώνται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του κινητήρα, όπως η γεωμετρία και η διάταξη των αγωγών ή οχετών εισαγωγής, ο τύπος και ο ρυθμός ανοίγματος των βαλβίδων ή θυρίδων, και από τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του.

Ένας άλλος σκοπός της εναλλαγής των αερίων, σε κινητήρες Otto, είναι και η όσο το δυνατόν καλύτερη προετοιμασία του εργαζόμενου μέσου, δηλαδή η βέλτιστη ανάμιξη αέρα και ατμών βενζίνης. Καλή ανάμιξη θεωρείται όταν υπάρχει η ιδανική αναλογία των διαφόρων αερίων και επίσης η ομοιόμορφη διασπορά τους και ίδια κατανομή τους στους κυλίνδρους.

Μία άλλη σημαντική παράμετρος της διαδικασίας εναλλαγής των αερίων είναι η δημιουργία του κατάλληλου πεδίου ροής μέσα στον κύλινδρο, ώστε οι συνθήκες συμπίεσης και, στη συνέχεια, καύσης να είναι οι ιδανικότερες. Χαρακτηριστικά αυτού του πεδίου ροής είναι η τυρβώδης συμπεριφορά του αερίου καθώς και η διατεταγμένη κίνησή του, π.χ. περιστροφή γύρω από τον άξονα του κυλίνδρου (συστροφή).

 

Περισσότερες Πληροφορίες - Υπερπλήρωση

Το αντικείμενο του ΒΆ Μέρους του μαθήματος είναι η εξοικείωση με τις μεθόδους, τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές της υπερπλήρωσης στις εμβολοφόρες μηχανές εσωτερικής καύσης. Εξηγείται η έννοια της υπερπλήρωσης και περιγράφονται οι βασικοί τύποι της, με έμφαση στη στροβιλο-υπερπλήρωση, δίνονται οι βασικές αρχές και οι χάρτες λειτουργίας των στροβιλομηχανών και του κινητήρα, οι κύριες σχέσεις ταιριάσματος Μ.Ε.Κ. και υπερπληρωτή, στοιχεία για την ενδιάμεση ψύξη του αέρα υπερπλήρωσης καθώς και διάφορα αριθμητικά παραδείγματα, πάντα σε σχέση με την εφαρμογή και τη σύνδεση με συστήματα εμβολοφόρων μηχανών εσωτερικής καύσης.

Συζητιώνται αναλυτικά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της στροβιλο-υπερπλήρωσης που έχει τύχει και της μεγαλύτερης πρακτικής εφαρμογής λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει και, ειδικότερα, θέματα εκπομπών ρύπων, μηχανικής και θερμικής φόρτισης, επίδρασης στο βαθμό απόδοσης, χαρακτηριστικά υπερπλήρωσης σταθερής πίεσης ή παλμών πίεσης και ειδικότερα θέματα για την υπερπλήρωση βενζινοκινητήρων.

Επίσης, αναλύεται το βασικότερο μειονέκτημα των συστημάτων στροβιλο-υπερπλήρωσης που είναι η μεταβατική λειτουργία.

Τέλος, παρουσιάζονται και διάφορα άλλα συστήματα υπερπλήρωσης που έχουν τύχει μικρότερης εφαρμογής στην πράξη.

 

Ύλη

Η διδακτέα ύλη αναφέρεται στο βιβλίο "Εναλλαγή Αερίων και Υπερπλήρωση Μ.Ε.Κ." υπό Κ.Δ. Ρακόπουλου και Ε.Γ. Γιακουμή, Εκδόσεις Ε.Μ.Π., 2006.

Α' Μέρος (Εναλλαγή αερίων)

- Εισαγωγή στην εναλλαγή των αερίων (Κεφ. 1)

- Εναλλαγή αερίων σε 4-Χ κινητήρες (Κεφ. 2)

- Εναλλαγή αερίων σε 2-Χ κινητήρες (Κεφ. 3)

- Ροή στις πολλαπλές εισαγωγής και εξαγωγής (Κεφ. 4)

- Πεδίο ροής στο εσωτερικό του κυλίνδρου (Κεφ. 6)

Β' Μέρος (Υπερπλήρωση)

- Εισαγωγή στην Υπερπλήρωση (Κεφ. 7)

- Επεξηγήσεις και επισκόπηση μεθόδων υπερπλήρωσης, βασικές αρχές στροβιλο-υπερπλήρωσης, 2-βάθμια στροβιλο-υπερπλήρωση (Κεφ. 8)

- Ψύξη του αέρα υπερπλήρωσης (Κεφ. 9) 

- Τύποι και χαρακτηριστικά συμπιεστών (χωρίς θέματα ροής) (Κεφ. 10: § 10.2 και 10.3)

- Τύποι και χαρακτηριστικά στροβίλων (χωρίς θέματα ροής) (Κεφ. 11: § 11.1 και 11.2)

- Ο χάρτης λειτουργίας του κινητήρα (Κεφ. 12)

- Αλληλεπίδραση (ταίριασμα) μεταξύ 4-Χ κινητήρα και υπερπληρωτή (Κεφ. 13)

- Ειδικότερα θέματα στροβιλο-υπερπλήρωσης κινητήρων Otto (Κεφ. 14)

- Διάταξη πολλαπλής εξαγωγής, χαρακτηριστικά ροπής (Κεφ. 15)

- Μεταβατική λειτουργία στροβιλο-υπερπληρωμένων κινητήρων (Κεφ. 16)

 

Τελική εξέταση-βαθμολογία

Η εξέταση του μαθήματος γίνεται με ανοικτές σημειώσεις (ποσοστό συμμετοχής στον τελικό βαθμό 100%).



Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.