Πρόλογος 2ης έκδοσης xv
Ευχαριστίες xvii
Κοινώς χρησιμοποιούμενα σύμβολα, δείκτες και συντμήσεις xix
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1
Είδη κινητήρων και ο τρόπος λειτουργίας τους 1
1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 1
1.2 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 7
1.3 ΚΥΚΛΟΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 8
1.4 ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 11
1.5 ΠΟΛΥΚΥΛΙΝΔΡΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ 14
1.6 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ ΜΕ ΣΠΙΝΘΗΡΑ (SI) 16
1.7 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΤΕΤΡΑΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ SI 19
1.7.1 Κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα με έγχυση καυσίμου στον αυλό 20
1.7.2 Κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα για υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα 22
1.7.3 Υπερπληρωμένοι κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 24
1.7.4 Κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα άμεσης έγχυσης 26
1.7.5 Κινητήρες ανάφλεξης σπινθήρα με προθάλαμο 29
1.7.6 Περιστροφικοί κινητήρες 30
1.8 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ ΜΕ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 32
1.9 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ DIESEL 37
1.10 Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΔΙΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 39
1.11 ΚΑΥΣΙΜΑ 44
1.11.1 Βενζίνη και Diesel 44
1.11.2 Εναλλακτικά καύσιμα 47 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 49
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 50
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2
Σχεδιασμός και παράμετροι λειτουργίας κινητήρων 53
2.1 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 53
2.2 ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 54
2.3 ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΗΣΗΣ 57
2.4 ΡΟΠΗ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΠΕΔΗΣ 59
2.5 ΕΝΔΕΙΚΝΥΜΕΝΟ ΕΡΓΟ ΚΥΚΛΟΥ 60
2.6 ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ 63
2.7 ΜΕΣΗ ΕΝΕΡΓΟΣ ΠΙΕΣΗ 64
2.8 ΕΙΔΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΚΑΙ ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 66
2.9 ΛΟΓΟΙ ΑΕΡΑ/ΚΑΥΣΙΜΟΥ (A/F) ΚΑΙ ΚΑΥΣΙΜΟΥ/ΑΕΡΑ (F/A) 67
2.10 ΒΑΘΜΟΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ 68
2.11 ΕΙΔΙΚΗ ΙΣΧΥΣ, ΕΙΔΙΚΟ ΒΑΡΟΣ ΚΑΙ ΕΙΔΙΚΟΣ ΟΓΚΟΣ 68
2.12 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΙΣΧΥ ΚΑΙ ΤΟ ΒΑΘΜΟ ΠΛΗΡΩΣΗΣ 69
2.13 ΕΙΔΙΚΕΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΡΥΠΩΝ ΚΑΙ ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΚΠΟΜΠΩΝ 70
2.14 ΣΧΕΣΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ 71
2.15 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΠΟΔΟΣΗΣ 73
2.16 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΙΣΧΥΟΣ ΟΧΗΜΑΤΟΣ 76 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 77
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 80

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
Θερμοχημεία μειγμάτων καυσίμου/αέρα 81
3.1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΦΛΟΓΩΝ 81
3.2 ΜΟΝΤΕΛΟ ΙΔΑΝΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ 84
3.3 ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ 84
3.4 ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ ΤΗΣ ΚΑΥΣΗΣ 88
3.5 Ο 1ΟΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΥΣΗ 91
3.5.1 Ισοζύγια ενέργειας και ενθαλπίας 91
3.5.2 Ενθαλπίες σχηματισμού 94
3.5.3 Θερμογόνες δυνάμεις 97
3.5.4 Αδιαβατικές διεργασίες καύσης 99
3.5.5 Βαθμός απόδοσης καύσης μηχανής εσωτερικής καύσης 100
3.6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ 2ΟΥ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΝΟΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΥΣΗ 101
3.6.1 Εντροπία 101
3.6.2 Μέγιστο δυνατό έργο από μια μηχανή εσωτε- ρικής καύσης και βαθμός απόδοσης 102
3.7 ΧΗΜΙΚΩΣ ΑΝΤΙΔΡΩΝΤΑ ΜΕΙΓΜΑΤΑ ΑΕΡΙΩΝ 104
3.7.1 Χημική ισορροπία 104
3.7.2 Ρυθμός χημικών αντιδράσεων 109 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 113
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 115

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4
Ιδιότητες εργαζόμενων ρευστών 117
4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 117
4.2 ΣΥΣΤΑΣΗ ΑΚΑΥΣΤΟΥ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ 118
4.3 ΣΧΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ 123
4.4 ΑΠΛΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΙΔΑΝΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ 125
4.5 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ 128
4.5.1 Διαγράμματα ιδιοτήτων άκαυστου μείγματος 128
4.5.2 Διαγράμματα ιδιοτήτων καυσαερίου 131
4.5.3 Συσχέτιση διαγραμμάτων άκαυστου μείγματος και καυσαερίου 134
4.6 ΠΙΝΑΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗΣ 139
4.7 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΡΟΥΤΙΝΕΣ ΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ 142
4.7.1 Άκαυστα μείγματα 142
4.7.2 Μείγματα καυσαερίων 146
4.8 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ 151
4.9 ΣΥΣΤΑΣΗ ΕΞΕΡΧΟΜΕΝΟΥ ΚΑΥΣΑΕΡΙΟΥ 154
4.9.1 Τιμές συγκέντρωσης χημικών στοιχείων 155
4.9.2 Προσδιορισμός του λόγου ισοδυναμίας από τη σύσταση των καυσαερίων εξαγωγής 157
4.9.3 Επίδραση της ανομοιομορφίας του λόγου καυσίμου/αέρα 162
4.9.4 Αναποτελεσματικότητα της καύσης 163 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 163
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 166

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5
Ιδανικά μοντέλα κύκλων κινητήρων 169
5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 169
5.2 ΙΔΑΝΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 170
5.3 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 172
5.4 ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΚΥΚΛΩΝ ΙΔΑΝΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΑ cv ΚΑΙ cp 177
5.4.1 Κύκλος σταθερού όγκου 177
5.4.2 Κύκλος σταθερής πίεσης και κύκλος περιορισμένης πίεσης 180
5.4.3 Σύγκριση κύκλων 181
5.5 ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΚΑΥΣΙΜΟΥ-ΑΕΡΑ 185
5.5.1 Προσομοίωση κύκλου λειτουργίας κινητήρα SI 185
5.5.2 Προσομοίωση Κύκλου Λειτουργίας Κινητήρα CI 188
5.5.3 Αποτελέσματα υπολογισμών κύκλων 189
5.6 ΚΥΚΛΟΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΕ ΥΠΕΡΕΚΤΟΝΩΣΗ 191
5.7 ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 193
5.7.1 Σχέσεις διαθεσιμότητας 193
5.7.2 Μεταβολές εντροπίας ιδανικών κύκλων 195
5.7.3 Ανάλυση διαθεσιμότητας ιδανικών κύκλων 196
5.7.4 Επίδραση του λόγου ισοδυναμίας 198
5.8 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΥΣ ΚΥΚΛΟΥΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 200
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 204
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 209

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6
Διεργασίες εναλλαγής αερίων 211
6.1 ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΑΓΩΓΗΣ ΣΤΟΝ ΤΕΤΡΑΧΡΟΝΟ ΚΥΚΛΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 212
6.2 ΒΑΘΜΟΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ 216
6.2.1 Οιονεί-μόνιμα φαινόμενα 217
6.2.2 Αντιστάσεις ροής στα συστήματα εισαγωγής και εξαγωγής 219
6.2.3 Μεταφορά θερμότητας στην εισαγωγή και εντός του κυλίνδρου 223
6.2.4 Φαινόμενα που οφείλονται στον χρονισμό των βαλβίδων εισαγωγής 223
6.2.5 Στραγγαλισμός της ροής στη βαλβίδα εισαγωγής 224
6.2.6 Συντονισμός κυμάτων στα συστήματα εισαγωγής και εξαγωγής (tuning) 225
6.2.7 Συνδυασμένα φαινόμενα σε κινητήρες φυσικής αναπνοής 228
6.2.8 Η επίδραση της στροβιλοϋπερπλήρωσης 229
6.3 ΡΟΗ ΔΙΑΜΕΣΩ ΒΑΛΒΙΔΑΣ ΚΑΙ ΑΥΛΟΥ 231
6.3.1 Γεωμετρία βαλβίδας και αυλού 231
6.3.2 Παροχή και συντελεστής εκροής 236
6.3.3 Μεταβλητός χρονισμός και έλεγχος βαλβίδων 240
6.4 ΠΟΣΟΣΤΟ ΠΑΡΑΜΕΝΟΝΤΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΟΥ 245
6.5 ΠΑΡΟΧΗ ΚΑΥΣΑΕΡΙΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ 246
6.6 ΣΑΡΩΣΗ ΣΕ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΔΙΧΡΟΝΟΥ ΚΥΚΛΟΥ 250
6.6.1 Διατάξεις δίχρονων κινητήρων 250
6.6.2 Παράμετροι και μοντέλα σάρωσης 253
6.6.3 Πραγματικές διεργασίες σάρωσης 255

6.7 ΡΟΗ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΘΥΡΙΔΩΝ ΔΙΧΡΟΝΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 260
6.8 ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΥΠΕΡΠΛΗΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΤΡΟΒΙΛΟΫΠΕΡΠΛΗΡΩΣΗ 265
6.8.1 Μέθοδοι αύξησης ισχύος 265
6.8.2 Βασικές σχέσεις 266
6.8.3 Συμπιεστές 272
6.8.4 Στρόβιλοι 278
6.8.5 Συνταιριασμός συμπιεστή – κινητήρα – στροβίλου 284
6.8.6 Συστήματα υπερπλήρωσης με κύματα πίεσης 286
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 289
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 292

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7
Προετοιμασία μείγματος σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα (SI) 295
7.1 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ ΜΕ ΣΠΙΝΘΗΡΑ 295
7.2 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΑΡΟΧΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 298
7.2.1 Τεχνικές σχηματισμού μείγματος 298
7.2.2 Σχετικές ιδιότητες καυσίμων 299
7.3 ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΓΧΥΣΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ (ΨΕΚΑΣΜΟΣ ΜΟΝΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ) 304
7.4 ΕΓΧΥΣΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΣΤΟΥΣ ΑΥΛΟΥΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ (ΨΕΚΑΣΜΟΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ) 305
7.4.1 Διάταξη συστήματος, εξαρτημάτων και λειτουργίας τους 305
7.4.2 Συμπεριφορά του εκνεφώματος καυσίμου 309
7.4.3 Επίδραση της αναστροφής της ροής του αερίου 312
7.5 ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΡΟΗ ΤΟΥ ΑΕΡΑ 312
7.5.1 Ροή διαμέσου της δισκοειδούς πεταλούδας στραγγαλισμού (γκαζιού) 312
7.5.2 Ροή στην πολλαπλή εισαγωγής 314
7.5.3 Μοντέλα υπολογισμού της ροής αέρα 318
7.6 ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΠΑΡΟΧΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ: ΕΓΧΥΣΗ ΣΤΟΥΣ ΑΥΛΟΥΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ 319
7.6.1 Συμπεριφορά της υγρής φάσης του καυσίμου 319
7.6.2 Μεταβατικά φαινόμενα και μοντέλα για μεμβράνη καυσίμου 325
7.7 ΑΜΕΣΗ ΕΓΧΥΣΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ (DI) 327
7.7.1 Ανασκόπηση μεθοδολογιών άμεσης έγχυσης 327
7.7.2 Διαδικασίες προετοιμασίας μείγματος στην άμεση έγχυση 328
7.7.3 Συστήματα άμεσης έγχυσης και τα εξαρτήματά τους 332
7.8 ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ (ΛΑΜΔΑ) 335
7.9 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 339
7.10 ΥΓΡΑΕΡΙΟ (LPG) ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ 341 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 342
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 344

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
Ροή της γόμωσης μέσα στον κύλινδρο 347
8.1 ΡΟΗ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ 347
8.2 ΜΕΣΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΤΥΡΒΗΣ 352
8.2.1 Ορισμοί σχετικών παραμέτρων 352
8.2.2 Εφαρμογή σε δεδομένα πεδίου ταχυτήτων σε κύλινδρο κινητήρα 357
8.3 ΕΓΚΑΡΣΙΟΣ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ 364
8.3.1 Μέτρηση του εγκάρσιου στροβιλισμού 365
8.3.2 Δημιουργία εγκάρσιου στροβιλισμού κατά την εισαγωγή 367
8.3.3 Μεταβολή του εγκάρσιου στροβιλισμού μέσα στον κύλινδρο 370
8.4 ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ 372
8.5 ΣΥΝΘΛΙΨΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΕΜΒΟΛΟ 375
8.6 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΚΑΙ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΣΥΝΘΛΙΨΗΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ 380
8.7 ΡΟΗ ΣΕ ΠΡΟΘΑΛΑΜΟΥΣ ΚΥΛΙΝΔΡΩΝ 385
8.8 ΡΟΗ ΣΕ ΣΧΙΣΜΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΦΥΓΗ ΑΕΡΙΩΝ 387
8.9 ΡΟΗ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΕΜΒΟΛΟΥ – ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ ΚΥΛΙΝΔΡΟΥ 391
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 393
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 394

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9
Καύση σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα (SI) 397
9.1 ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ 397
9.1.1 Βασικές αρχές καύσης 397
9.1.2 Διαδικασία καύσης κινητήρων SI 400
9.2 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ SI 404
9.2.1 Θερμοδυναμικές καταστάσεις καμένου και άκαυστου μείγματος 404
9.2.1 Ανάλυση των τιμών της πίεσης κυλίνδρου 410
9.2.3 Χαρακτηρισμός της διαδικασίας καύσης 415
9.3 ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΦΛΟΓΑΣ 419
9.3.1 Γενικές παρατηρήσεις 419
9.3.2 Δομή της φλόγας 423
9.3.3 Ταχύτητα στρωτής καύσης 430
9.3.4 Σχέσεις για την ταχύτητα διάδοσης φλόγας 434
9.3.5 Καύση με άμεση έγχυση καυσίμου 442
9.4 ΚΥΚΛΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΥΣΗΣ, ΜΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΑ ΚΑΥΣΗΣ 445
9.4.1 Παρατηρήσεις και ορισμοί 445
9.4.2 Αιτίες μεταβολών από κύκλο-σε-κύκλο και από κύλινδρο-σε-κύλινδρο 450
9.4.3 Μερική καύση, αστοχία καύσης και ευστάθεια λειτουργίας κινητήρα 454
9.5 ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΤΟΥ ΣΠΙΝΘΗΡΑ 456
9.5.1 Βασικές αρχές ανάφλεξης 457
9.5.2 Τυπικά συστήματα ανάφλεξης 464
9.5.3 Εναλλακτικές μέθοδοι ανάφλεξης 468
9.6 ΑΝΩΜΑΛΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΥΣΗΣ: ΑΥΤΑΝΑΦΛΕΞΗ ΚΑΙ ΚΡΟΥΣΤΙΚΗ ΚΑΥΣΗ 475
9.6.1 Περιγραφή φαινομένων 475
9.6.2 Βασικές αρχές κρουστικής καύσης 482
9.6.3 Παράμετροι καυσίμων 493
9.6.4 Σποραδική προανάφλεξη και κρουστική καύση 500
9.6.5 Καταστολή κρουστικής καύσης 502 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 510
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 515

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10
Καύση σε κινητήρες ανάφλεξης με συμπίεση (CI) 519
10.1 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ 519
10.2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΥΣΗΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ DIESEL 521
10.2.1 Συστήματα άμεσης έγχυσης 521
10.2.2 Άλλα συστήματα καύσης κινητήρων diesel 521
10.2.3 Σύγκριση διαφορετικών συστημάτων καύσης κινητήρων diesel 523
10.3 ΚΑΥΣΗ ΣΕ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ DIESEL 524
10.3.1 Οπτικές μελέτες καύσης diesel 524
10.3.2 Καύση σε συστήματα έγχυσης πολλαπλών δεσμών καυσίμου 530
10.3.3 Ανάλυση ρυθμού έκλυσης θερμότητας 533
10.3.4 Εννοιολογικό μοντέλο καύσης συστήματος άμεσης έγχυσης diesel 538
10.4 ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΕΚΝΕΦΩΜΑΤΟΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 542
10.4.1 Έγχυση καυσίμου 542
10.4.2 Γενική δομή του εκνεφώματος καυσίμου 547
10.4.3 Διάσπαση σταγονιδίων και εξέλιξη εκνεφώματος 551
10.4.4 Διείσδυση εκνεφώματος 554
10.4.5 Κατανομή Διαμέτρων Σταγονιδίων 558
10.4.6 Εξάτμιση εκνεφώματος 561
10.5 ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ 569
10.5.1 Ορισμός και γενικές παρατηρήσεις 569
10.5.2 Ιδιότητες αυτανάφλεξης καυσίμου 571
10.5.3 Αυτανάφλεξη και προαναμεμειγμένη καύση 572
10.5.4 Φυσικοί παράγοντες που επηρεάζουν την καθυστέρηση ανάφλεξης 576
10.5.5 Επίδραση των ιδιοτήτων καυσίμου 579
10.5.6 Συσχετίσεις της καθυστέρησης ανάφλεξης σε κινητήρες 581
10.6 ΚΑΥΣΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΗΣ ΑΝΑΜΕΙΞΗΣ 583
10.6.1 Γενικό πλαίσιο 583
10.6.2 Δομή εκνεφώματος καυσίμου και φλόγας 583
10.6.3 Ρυθμός ανάμειξης καυσίμου/αέρα και ρυθμός καύσης 587
10.7 ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΚΑΥΣΗΣ ΜΕ ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ 590
10.7.1 Καύση σε κινητήρες diesel με πολλαπλούς παλμούς έγχυσης 591
10.7.2 Προηγμένες μέθοδοι καύσης ανάφλεξης με συμπίεση 592
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 596
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 597

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11
Σχηματισμός ρύπων και περιορισμός τους 601
11.1 ΦΥΣΗ ΚΑΙ ΕΚΤΑΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ 601
11.2 ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ 606
11.2.1 Χημική κινητική σχηματισμού του ΝΟ 606
11.2.2 Σχηματισμός ΝΟ₂ 610
11.2.3 Σχηματισμός ΝΟ σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 611
11.2.4 Σχηματισμός ΝΟₓ σε κινητήρες ανάφλεξης με συμπίεση 617
11.3 ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ 623
11.4 ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ 626
11.4.1 Γενικό πλαίσιο 626
11.4.2 Σβήσιμο φλόγας και βασικές αρχές οξείδωσης 628
11.4.3 Εκπομπές HC από κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 630
11.4.4 Μηχανισμοί εκπομπών HC κινητήρων diesel 653
11.5 ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ 658
11.5.1 Σωματίδια σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 659
11.5.2 Χαρακτηριστικά σωματιδίων κινητήρων diesel 661
11.5.3 Κατανομή σωματιδίων μέσα στον
κύλινδρο 666

11.5.4 Βασικοί μηχανισμοί σχηματισμού αιθάλης 668
11.5.5 Οξείδωση της αιθάλης 674
11.5.6 Προσρόφηση και συμπύκνωση 677
11.6 ΜΕΤΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΕΞΑΓΩΓΗΣ 678
11.6.1 Διαθέσιμες επιλογές 678
11.6.2 Βασικές αρχές καταλυτών 681
11.6.3 Καταλυτικοί Μετατροπείς 687
11.6.4 Φίλτρα ή παγίδες σωματιδίων 698
11.6.5 Ολοκληρωμένα συστήματα μετεπεξεργασίας καυσαερίων 702
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 707
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 710

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12
Μεταφορά θερμότητας σε κινητήρες 715
12.1 Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 715
12.2 ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 716
12.2.1 Αγωγή 716
12.2.2 Συναγωγή 717
12.2.3 Ακτινοβολία 717
12.2.4 Συνολική διαδικασία μεταφοράς θερμότητας 718
12.3 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 721
12.4 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΗ 724
12.4.1 Διαστατική ανάλυση 724
12.4.2 Συσχετίσεις για τη χρονικά μέση ροή θερμότητας 725
12.4.3 Συσχετίσεις για τους στιγμιαίους χωρικά μέσους συντελεστές 726
12.4.4 Συσχετίσεις για τους στιγμιαίους τοπικούς συντελεστές 728
12.4.5 Μεταφορά θερμότητας σε συστήματα εξαγωγής και εισαγωγής 730
12.5 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 731
12.5.1 Ακτινοβολία από τα αέρια 731
12.5.2 Ακτινοβολία φλόγας 732
12.6 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΤΙΓΜΙΑΙΩΝ ΡΥΘΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 736
1.6.1 Μέθοδοι μέτρησης 736
12.6.2 Μετρήσεις σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 737
12.6.3 Μετρήσεις σε κινητήρες diesel 739
12.6.4 Αξιολόγηση των συσχετίσεων μεταφοράς θερμότητας 742
12.6.5 Συμπεριφορά του οριακού στρώματος 744
12.7 ΘΕΡΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ 744
12.7.1 Επίδραση των μεταβλητών λειτουργίας του κινητήρα 745
12.7.2 Κατανομές θερμοκρασίας στα εξαρτήματα 754
12.7.3 Προθέρμανση κινητήρα 757 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 761
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 762

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
Τριβές και λίπανση κινητήρα 767
13.1 ΓΕΝΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ 767
13.2 ΟΡΙΣΜΟΙ 769
13.3 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΡΙΒΗΣ 771
13.3.1 Τριβή με λίπανση 771
13.3.2 Τυρβώδεις απώλειες 774
13.3.3 Συνολικές απώλειες τριβών 774
13.4 ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ 774
13.5 ΤΙΜΕΣ ΤΡΙΒΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 776
13.5.1 Κινητήρες SI 776
13.5.2 Κινητήρες diesel 778
13.6 ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΡΙΒΩΝ 779
13.6.1 Δοκιμές ετεροκίνησης με σταδιακή αποσυναρμολόγηση 779
13.6.2 Σύστημα λίπανσης κινητήρα 780
13.6.3 Τριβές και λίπανση του συγκροτήματος εμβόλου 783
13.6.4 Τριβές στροφαλοφόρου ατράκτου 792
13.6.5 Τριβές μηχανισμού κίνησης βαλβίδων 795
13.7 ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΝΤΛΗΣΗΣ 797
13.8 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΙΣΧΥΟΣ ΒΟΗΘΗΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 802
13.9 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΡΙΒΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 804
13.10 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΛΑΔΙΟΥ 805
13.10.1 Γενικό πλαίσιο κατανάλωσης λαδιού 805
13.10.2 Μεταφορά λαδιού μέσα στον κύλινδρο 808
13.10.3 Εξάτμιση λαδιού 809
13.10.4 Διαφυγή αερίων και εισχώρηση λαδιού 811
13.11 ΛΙΠΑΝΤΙΚΑ 813 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 817
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 819

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 14
Μοντελοποίηση πραγματικών διεργασιών ροής και καύσης σε κινητήρες 821
14.1 ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΜΟΝΤΕΛΩΝ 821
14.2 ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΠΟΥ ΔΙΕΠΟΥΝ ΕΝΑ ΑΝΟΙΧΤΟ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 822
14.2.1 Διατήρηση μάζας 823
14.2.2 Διατήρηση ενέργειας 823
14.3 ΜΟΝΤΕΛΑ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΞΑΓΩΓΗ 825
14.3.1 Γενικό πλαίσιο 825
14.3.2 Οιονεί-μόνιμα μοντέλα 825
14.3.3 Μεθοδολογίες «πλήρωσης και εκκένωσης» 826
14.3.4 Μοντέλα δυναμικής αερίων 827
14.4 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΓΙΑ ΤΗ ΡΟΗ ΕΝΤΟΣ ΤΟΥ ΚΥΛΙΝΔΡΟΥ 833
14.4.1 Γενικό πλαίσιο και συνολική δομή μοντέλων 833
14.4.2 Μοντέλα για κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα 836
14.4.3 Μοντέλα για κινητήρες άμεσης έγχυσης 847
14.4.4 Μοντέλα για κινητήρες με προθάλαμο 853
14.4.5 Μοντέλα για πολυκύλινδρους κινητήρες και σύνθετες διατάξεις 855
14.4.6 Ανάλυση 2ου θερμοδυναμικού νόμου των διαδικασιών κινητήρων 859
14.5 ΠΟΛΥΔΙΑΣΤΑΤΑ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 863
14.5.1 Βασική προσέγγιση και εξισώσεις που διέπουν τη ροή 863
14.5.2 Μοντέλα τύρβης 865
14.5.3 Αριθμητική μεθοδολογία 868
14.5.4 Προλέξεις πεδίου ροής 871
14.5.5 Μοντελοποίηση εκνεφώματος καυσίμου 876
14.5.6 Μοντελοποίηση καύσης 879 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 884

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 15
Χαρακτηριστικά λειτουργίας κινητήρων 887
15.1 ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ 887
15.2 ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 888
15.2.1 Βασικά χαρακτηριστικά κινητήρων SI και Diesel 888
15.2.2 Κύριοι δείκτες απόδοσης κινητήρων 890
15.2.3 Ροπή, ισχύς και μέση ενεργός πίεση 892
15.2.4 Χάρτες απόδοσης κινητήρων 894
15.3 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ SI, ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ,
ΤΟΝ ΒΑΘΜΟ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΡΥΠΩΝ 899
15.3.1 Χρονισμός ανάφλεξης 899
15.3.2 Σύσταση μείγματος 902
15.3.3 Φορτίο και ταχύτητα 911
15.3.4 Λόγος συμπίεσης 916
15.4 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΗΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ SI 920
15.4.1 Στόχοι και επιλογές 920
15.4.2 Παράγοντες που επηρεάζουν την καύση 922
15.4.3 Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση 926
15.4.4 Απαιτήσεις οκτανίου θαλάμου καύσης 929
15.4.5 Εκπομπές ρύπων κινητήρων SI 933
15.4.6 Βελτιστοποίηση 934
15.5 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ, ΤΟΝ ΒΑΘΜΟ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΡΥΠΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ DIESEL 936
15.5.1 Φορτίο και ταχύτητα 936
15.5.2 Σχεδιασμός συστημάτων καύσης 940
15.5.3 Έγχυση καυσίμου και EGR 943
15.5.4 Συνολική συμπεριφορά συστήματος 945
15.6 ΔΙΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ 946
15.6.1 Παράμετροι απόδοσης 946
15.6.2 Δίχρονοι κινητήρες SI βενζίνης 948
15.6.3 Δίχρονοι κινητήρες CI 952
15.7 ΘΟΡΥΒΟΣ, ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 956
15.7.1 Θόρυβος κινητήρα 957
15.7.2 Δυναμική του μηχανισμού παλινδρόμησης 965
15.7.3 Ζυγοστάθμιση κινητήρα 968
15.8 ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΚΑΙ ΚΑΥΣΙΜΩΝ 972
ΑΣΚΗΣΕΙΣ 974
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 980

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α 983
Συντελεστές μετατροπής μονάδων 983

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β 987
Σχέσεις ιδανικών αερίων 987
Β.1 ΝΟΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ 987
B.2 ΤΟ ΓΡΑΜΜΟΜΟΡΙΟ 987
B.3 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ 988
B.4 ΜΕΙΓΜΑΤΑ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ 989

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ 991
Εξισώσεις για τη ροή ρευστού διαμέσου στένωσης 991
Γ.1 ΡΟΗ ΥΓΡΟΥ 991 Γ.2 ΡΟΗ ΑΕΡΙΟΥ 992
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 994

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Δ 995
Ιδιότητες εργαζόμενων ρευστών 995
Ευρετήριο 999