Тепловой и динамический расчет автомобильного двигателя (147643)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Гродненский государственный университет

им. Я. Купалы







Курсовой проект

по дисциплине “Силовые установки транспортных средств”

на тему “Тепловой и динамический расчет двигателя”
















Гродно 2010


Содержание


Введение

1. Тепловой расчет двигателя

1.1 Выбор топлива, определение его теплоты сгорания

1.2 Определение параметров рабочего тела

1.3 Определение параметров окружающей среды и остаточных газов

1.4 Расчет параметров процесса впуска

1.5 Расчет параметров процесса сжатия

1.6 Расчет параметров процесса сгорания

1.7 Расчет параметров процесса расширения и выпуска

1.8 Определение индикаторных показателей двигателя

1.9 Определение эффективных показателей двигателя

1.10 Определение основных размеров цилиндра и параметров двигателя

1.11 Построение индикаторной диаграммы

2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя

3.1 Расчет сил давления газов

3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

3.3 Расчет сил инерции

3.4 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме

3.5 Расчет сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала

3.6 Построение графиков сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме

3.7 Построение диаграммы износа шатунной шейки

3.8 Построение графика суммарного крутящего момента двигателя

Заключение

Литература


Введение


Целью курсовой работы является систематизация и закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического курса дисциплины «Силовые установки транспортных средств», а также при выполнении практических и лабораторных работ; освоение методики и получение практических навыков теплового и динамического расчета автомобильного (тракторного) двигателя.

Приведенная в настоящем курсовом проекте последовательность расчета двигателя базируется на известных методиках, изложенных в литературе.

Помимо указанных данных при выполнении курсовой работы студенту необходимо самостоятельно выбрать ряд величин, используя сведения о принятом прототипе двигателя.



1 Тепловой расчет двигателя


1.1 Выбор топлива, определение его теплоты сгорания


Для бензинового двигателя с впрыском в соответствии с заданной степенью сжатия () октановое число используемого бензина находится в пределах от 90 до 100. Выбираем следующие виды бензинов: “Регуляр-91”, “Регуляр-92”, “Премиум-95”, “Супер-98”,

Низшая теплота сгорания жидкого топлива, кДж/кг:


(1.1)


где – массовые доли углерода, водорода и кислорода в одном килограмме топлива.



1.2 Определение параметров рабочего тела


Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма жидкого топлива:


(1.2)



Количество свежего заряда:


(1.3)


где – коэффициент избытка воздуха;

= 115 кг/кмоль – средняя молярная масса бензина.




При не полном сгорании топлива () в состав продуктов сгорания входят: оксид углерода , углекислый газ, водяной пар, водород и азот .

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания жидкого топлива при :

1. Оксида углерода:


(1.4)



2. Углекислого газа:


(1.5)


3. Водяного пара:


(1.6)


4. Водорода:


(1.7)


5. Азота:


(1.8)


Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива:


(1.9)


1.3 Определение параметров окружающей среды и остаточных газов


При работе двигателя без наддува давление и температура окружающей среды:



Давление остаточных газов:


(1.10)


Температура остаточных газов:


1.4 Расчет параметров процесса впуска


Давление газов в цилиндре определяется по формуле:


(1.11)


где, – потери давления за счет сопротивления впускной системы и затухания скорости движения заряда в цилиндре.

Величина с учетом некоторых допущений определяется из уравнения Бернулли, МПа:

(1.12)


где, – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;

коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;

средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (как правило, в клапане или продувочных окнах), м/с;

плотность заряда на впуске (при отсутствии наддува ), кг/м3.

По опытным данным в современных автомобильных двигателях с электронным управлением на номинальном режиме:



Плотность заряда на впуске:


(1.13)


где, = 287 Дж/(кгград) – удельная газовая постоянная воздуха.






Коэффициент остаточных газов характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания; с его ростом уменьшается количество свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя в процессе впуска:

(1.14)


где , – температура подогрева свежего заряда при его контакте со стенками впускного трубопровода и цилиндра;

степень сжатия.

Температура подогрева свежего заряда принимается в зависимости от типа двигателя:


(1.14)


Температура заряда в конце процесса впуска:


(1.15)



Коэффициент наполнения без учета продувки и дозарядки четырехтактного двигателя:


(1.16)



1.5 Расчет параметров процесса сжатия


По опытным данным при жидкостном охлаждении величина показателя политропы сжатия для бензиновых двигателей:

Давление и температура конца процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем :


(1.17)

(1.18)


1.6 Расчет параметров процесса сгорания


Целью расчета процесса сгорания является определение температуры и давления в конце видимого сгорания.

Температура , определяется путем решения уравнения сгорания, которое имеет вид:


(1.19)


где – коэффициент использования теплоты;

теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб.см;

средняя мольная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме, кДж/кмоль град;

средняя мольная теплоемкость продукта сгорания при постоянном объеме , кДж/кмоль град;

действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

По опытным данным значения коэффициента для двигателей c электронным впрыском при их работе на номинальном режиме:

Теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб.см.:


(1.20)


где – количество теплоты потерянное вследствие химической неполноты сгорания, кДж/кг:


(1.21)



Тогда имеем:




Средние мольные теплоемкости:

свежего заряда


(1.22)



продуктов сгорания, :


(1.23)


Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

(1.24)



Уравнение сгорания (1.19) после подстановки аналитических выражений всех рассчитываемых параметров и последующих преобразований можно представить в виде уравнения второго порядка относительно :


(1.25)


где A, B и C – коэффициенты уравнения второго порядка относительно :

(1.26)

(1.27)

(1.28)





Случайные файлы

Файл
101789.rtf
24019.rtf
45213.doc
112666.rtf
pankreatit.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.