Podręcznik akademicki z zakresu teoretycznych podstaw działania tłokowych silników spalinowych o zapłonie iskrowym i o zapłonie samoczynnym. Zawiera opis obiegów teoretycznych i ich analizę, obiegów porównawczych i obiegów rzeczywistych. Przedstawiono termochemię spalania, termodynamiczną analizę obiegu z uwzględnieniem spalania, procesy gazodynamiczne, charakterystyki silników ZI oraz ZS, toksyczność spalin. Opisano systemy zasilania silników tłokowych, systemy spalania, a także niepożądane zjawiska, np. zjawisko stuku, nierównomierność biegu. Podano uwagi o modelowaniu matematycznym roboczego cyklu silnika tłokowego oraz przykłady obliczeń. Uwzględniono najnowsze wyniki badań i osiągnięcia w rozwoju silników spalinowych.

Z książką są powiązane opracowane przez autorów programy komputerowe, dostępne interaktywnie przez Internet.

Spis treści:

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów
Wstęp

Rozdział 1. Wprowadzenie ogólne
1.1. Podstawowe parametry silnika tłokowego
1.1.1. Parametry geometryczne, operacyjne i lokalne
1.1.2. Parametry teoretyczne, indykowane i użyteczne
1.2. Zakresy wielkości, zastosowania i warunki pracy
1.3. Tendencje rozwojowe
1.4. Napędy alternatywne

Rozdział 2. Obiegi teoretyczne
2.1. Wprowadzenie i założenia
2.2. Obieg z doprowadzaniem ciepła przy stałej objętości (obieg Otta)
2.3. Obieg z doprowadzaniem ciepła przy stałym ciśnieniu (obieg Diesla)
2.4. Obieg z doprowadzaniem ciepła przy stałej objętości i stałym ciśnieniu (obieg Sabathégo)
2.5. Analiza sprawności obiegów teoretycznych
2.6. Obiegi z doładowaniem
2.6.1. Uwagi ogólne
2.6.2. Doładowanie mechaniczne
2.6.3. Turbodoładowanie
2.7. Średnie ciśnienie teoretyczne

Rozdział 3. Obiegi porównawcze i ich urzeczywistnienie
3.1. Wprowadzenie
3.2. Silniki o zapłonie iskrowym (ZI)
3.3. Silniki o zapłonie samoczynnym (ZS)
3.4. Silniki dwusuwowe
3.5. Silniki doładowane
3.6. Uwarunkowania techniczne parametrów obiegu

Rozdział 4. Termochemia spalania
4.1. Zależności dla gazu doskonałego i półdoskonałego
4.2. Energia wiązań chemicznych a wywiązywanie ciepła (definicje)
4.3. Adiabatyczna temperatura spalania
4.4. I zasada termodynamiki
4.5. Spalanie w umiarkowanych temperaturach
4.6. Równowaga chemiczna
4.7. Kinetyka reakcji chemicznych
4.8. Zredukowane mechanizmy kinetyczne
4.9. Inne mechanizmy globalne i wieloetapowe

Rozdział 5. Termodynamiczna analiza obiegu na podstawie uproszczonego bilansu energii
5.1. Uproszczona analiza obiegu silnika ZI
5.2. Przygotowanie ładunku
5.3. Praca silnika z częściowymi obciążeniami
5.4. Doładowanie
5.5. Uproszczona analiza obiegu silnika ZS

Rozdział 6. Procesy spalania
6.1. Charakterystyka ogólna
6.2. Ruch ładunku w cylindrze
6.3. Proces spalania w silniku ZI
6.4. Proces spalania w silniku ZS
6.5. Spalanie mieszanek ubogich
6.6. Kształt komory spalania
6.7. Recyrkulacja spalin

Rozdział 7. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła
7.1. Wprowadzenie
7.2. Sprzężenie między udziałem masowym spalin oraz ciśnieniem
7.3. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła w silniku ZI (metody predykcyjne)
7.3.1. Metoda szacunkowa
7.3.2. Metoda z uwzględnieniem danych doświadczalnych - funkcja Wibego
7.3.3. Metoda z uwzględnieniem propagacji frontu spalania
7.4. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła na podstawie wykresu indykatorowego (metody diagnostyczne)
7.4.1. Uwagi ogólne
7.4.2. Określanie szybkości spalania w silniku ZI
7.4.3. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła w silniku ZI - model jednostrefowy
7.4.4. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła w silniku ZI - model dwustrefowy
7.5. Określanie przebiegu wywiązywania się ciepła w silniku ZS
7.5.1. Szybkość wtrysku paliwa
7.5.2. Analiza zmierzonego wykresu indykatorowego
7.6. Analiza obiegu termodynamicznego silnika ZI
7.7. Analiza obiegu termodynamicznego silnika ZS

Rozdział 8. Obiegi rzeczywiste
8.1. Ogólna charakterystyka obiegów rzeczywistych
8.2. Wymiana ładunku
8.2.1. Zadania procesu wymiany ładunku
8.2.2. Współczynnik napełnienia
8.2.3. Obliczanie procesu wymiany ładunku
8.2.4. Przepływ przez zawory
8.2.5. Fazy rozrządu
8.2.6. Ruchy falowe
8.3. Geometria komory spalania
8.3.1. Komory spalania silników ZI
8.3.2. Komory spalania silników ZS
8.4. Wymiana ciepła
8.4.1. Charakterystyka ogólna
8.4.2. Uśredniony opis wymiany ciepła
8.5. Turbulencja
8.6. Pełny bilans energetyczny

Rozdział 9. Zasilanie i systemy spalania
9.1. Przygotowanie ładunku
9.2. Zasilanie wtryskowe silników ZI
9.3. Zasilanie wtryskowe silników ZS
9.4. Systemy spalania silników ZI
9.5. Systemy spalania silników ZS
9.5.1. Uwagi ogólne
9.5.2. Rodzaje systemów spalania silników ZS
9.5.3. Mechanizm spalania strugi paliwa w silniku ZS

Rozdział 10. Zjawiska niepożądane
10.1. Zjawisko spalania stukowego
10.2. Niepowtarzalność procesów
10.3. Problemy rozruchowe silników ZS

Rozdział 11. Toksyczność spalin
11.1. Wprowadzenie
11.2. Mechanizmy powstawania konwencjonalnych toksycznych składników spalin
11.2.1. Tlenek węgla (CO)
11.2.2. Niespalone węglowodory (HC)
11.2.3. Tlenki azotu (NOx)
11.2.4. Cząstki stałe
11.2.5. Wpływ warunków pracy silnika na emisję toksycznych składników spalin
11.3. Pozostałe toksyczne składniki spalin
11.3.1. Aldehydy
11.3.2. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH)
11.4. Dwutlenek węgla
11.5. Związki toksyczne powstające w atmosferze - ozon troposferyczny
11.6. Przepisy dotyczące emisji toksycznych składników spalin przez silniki
11.7. Sposoby zmniejszania emisji toksycznych składników spalin
11.7.1. Modyfikacja procesu spalania
11.7.2. Neutralizacja toksycznych składników spalin

Rozdział 12. Parametry operacyjne i charakterystyki silników
12.1. Parametry operacyjne
12.1.1. Średnie ciśnienie indykowane i użyteczne
12.1.2. Moc indykowana i użyteczna
12.1.3. Moment obrotowy
12.1.4. Zużycie paliwa
12.1.5. Sprawności
12.1.6. Inne wskaźniki
12.2. Ogólny podział charakterystyk
12.3. Charakterystyki prędkościowe
12.4. Charakterystyki obciążeniowe
12.5. Charakterystyki uniwersalne
12.6. Charakterystyki regulacyjne
12.7. Charakterystyki specjalistyczne

Rozdział 13. Modelowanie matematyczne roboczego cyklu silnika tłokowego
13.1. Wprowadzenie
13.2. Ogólna klasyfikacja modeli
13.3. Podział według kryterium "samodzielności"
13.4. Charakterystyka modeli strefowych
13.5. Charakterystyka modeli polowych
13.6. Wiarygodność wyników obliczeń
13.7. Zastosowania

Rozdział 14. Paliwa i oleje
14.1. Chemia paliw węglowodorowych
14.2. Ciepło właściwe węglowodorów
14.3. Charakterystyka paliw ciekłych
14.4. Benzyny
14.5. Oleje napędowe
14.6. Paliwa alternatywne
14.7. Materiały smarowe
14.7.1. Oleje mineralne
14.7.2. Oleje syntetyczne

Dodatek A Programy komputerowe do wykonywania obliczeń w Internecie
Dodatek B Analiza obiegu termodynamicznego silnika ZI przy użyciu programu komputerowego STANJAN
Dodatek C Wybrane adresy internetowe

Literatura
Skorowidz