Тепловой расчет ДВС (147648)

Посмотреть архив целиком

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А. Н. ТУПОЛЕВА.

КАФЕДРА АД и С






Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

«Тепловой расчет ДВС»

по дисциплине «Автомобильные двигатели»






Выполнил: студент гр. 1372

Маркин А.В.

Руководитель:

Березовский А.Б.







Казань 2007


ОГЛАВЛЕНИЕ.


  1. Выбор расчетных режимов. 3

  2. Топливо. 4

  3. Параметры рабочего тела. 4

  4. Параметры окружающей среды и остаточные газы. 5

  5. Процесс пуска. 5

  6. Процесс сжатия. 7

  7. Процесс сгорания. 8

  8. Процесс расширения. 10

  9. Процесс выпуска. 10

  10. Индикаторные параметры рабочего цикла. 11

  11. Эффективность параметров двигателя. 11

  12. Основные параметры цилиндров и двигателей. 12

  13. Построение внешней скоростной характеристики (график). 18-19

  14. Построение расчетной индикаторной диаграммы (график). 20

  15. Скругление расчетной индикаторной диаграммы (график). 20

  16. Список используемой литературы. 21


Исходные данные.


  1. Мощность двигателя, Ne = 87 кВт;

  2. Частота вращения коленчатого вала, nN = 6000 об/мин;

  3. Тактность двигателя, τ = 4;

  4. Количество цилиндров, i = 4;

5. Степень сжатия, ε = 10,3;

  1. Тип охлаждения – жидкостное.


Режимы для проведения теплового расчета:

а) режим минимальной частоты вращения nmin = 1000об./мин.

б) режим максимального крутящего момента nM =0,53nN = 3200 об./мин.

в) режим максимальной (номинальной) мощности nN = 6000об./мин.

г) режим максимальной скорости движения автомобиля

nmax = 1.05nN = 6300 об./мин.


Подбор аналогов


Величина




Проектируемый

двигатель

Ne, кВт




86/4/6000

Ме, Н*м




136,2/6000

ε




10,3

Vл, л




1,9

D/S




88/78

Nл = Nе/Vл




45,1


Тепловой расчет двигателя


Расчет проводится для заданной частоты вращения коленчатого вала карбюраторного двигателя n = 6000об/мин.

Топливо. В соответствии с заданной степенью сжатия ε = 10,3 можно использовать бензин марки АИ-93. ПРЕМИУМ-95 и АИ-98 ЭК

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина

С = 0,855; Н = 0,145; mт = 115 кг/кмоль.

Определим низшую теплоту сгорания топлива

Нu = 33,91С+125,60Н-10,89(O-S)-2,51(9H+W) = 33,91*0,855+125,6*0,145-2,51*9*0,145 = 43,93 МДж/кг = 43930кДж/кг.

Параметры рабочего тела. Теоретическое необходимое количество воздуха для сгорания 1кг. топлива

кмоль возд/кг топл.

кмоль

возд./кг топл.

Коэффициент избытка воздуха α = 0,96 на основных режимах

(литература 1). На режимах минимальной частоты вращения α = 0,86.

Количество горючей смеси.

кмоль гор.см./кг. топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К = 0,5

кмольСО2/кгтопл.

кмольСО/кгтопл.

кмольН2О/кгтопл.

кмольН2/кгтопл.

кмольN2/кгтопл.

Общее количество продуктов сгорания:

М2 = МСО2 + МСО + МН2О + МН2 + МN2 = C/12 + H/2 + 0,79αL0 = 0,0655 + 0,0057 + 0,0696 + 0,0029 + 0,3923 = 0,5361 кмоль пр.сг/кг топл.

Результаты занесем в таблицу


параметры

Рабочее тело; карбюраторный двигатель


n, мин-1

1000

3200

6000

6300

α

0,86

0,96

0,96

0,96

М1 кмоль. гор.см./кг.топл.

0,4525

0,5041

0,5041

0,5041

МСО2 кмоль СО2/кг.топл.

0,0512

0,0655

0,0655

0,0655

МСО кмоль СО/кг.топл.

0,0200

0,0057

0,0057

0,0057

МН2О кмоль Н2О/кг.топл.

0,0625

0,0696

0,0696

0,0696

МН2 кмоль Н2/кг.топл.

0,0100

0,0029

0,0029

0,0029

МN2 кмоль N2/кг.топл.

0,3515

0,3923

0,3923

0,3923

М2 кмоль пр.сг/кг.топл.

0,4952

0,5361

0,5361

0,5361


Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Давление и температура окружающей среды при работе двигателей без наддува

Рк = Ро = 0,1 МПа и Тк = То = 293 К

Температура остаточных газов.

(рис. 5.1 литература 1 принимаем).

При номинальных режимах карбюраторного двигателя Тr = 1070 К

Давление остаточных газов.

Для карбюраторного двигателя на номинальном скоростном режиме:

PrN = 1,18 Po = 1,18*0,1 = 0,118 МПа.

Процесс пуска.

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения карбюраторных двигателей на номинальных скоростных режимах принимается Δ ТN = 8ºС. (1)

Плотность заряда на выпуске.

Ρr = Ро *106 / (RBTO) = 0,1*106 / (287*293) = 1,189 кг / м3,

где RB – 287 Дж / (кг.град.) – удельная газовая постоянная для воздуха.(1)

Потери давления на впуске.

При учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для карбюраторного двигателя можно принять β2 + ξВП = 2,8 и

ωВП = 95 м/с.

β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра.

ξВП – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению.

ωВП – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы. (1)

Тогда ΔРа на всех скоростных режимах двигателя рассчитывается по формуле:

ΔРа = (β2 + ξвп) А2nn2ρо10-6/2, где Аn = ωвп / nN

Аn = 95 / 6000 = 0,0158

ΔРа = 2,8 * 0,01582 * 60002 * 1,189 * 10-6 / 2 = 0,0150

Давление в конце пуска.

В карбюраторном двигателе при nN = 6000 мин-1.

Ра = Ро – ΔРа = 0,1 – 0,0150 = 0,085 Мпа.

Коэффициент остаточных газов.

При nN = 6000 мин-1.

φоч = 1 – коэффициент очистки.

φдоз = 1,12 – коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме.

Температура в конце впуска.

Та = (То + ΔТ + γr * Tr) / (1 + γr) = (293+8+0,0385*1070) / (1+0,0385) = 329

Коэффициент наполнения.

Результаты вычислений занесем в таблицу.


параметры

Процесс впуска и газообмена

n, мин-1

1000

3200

6000

6300

α

0,86

0,96

0,96

0,96

Тr , K

900

1010

1070

1080

Pr , Mpa

0,1039

0,1076

0,118

0,1195

ΔT , ºC

22,29

16

8

7,14

ΔPa , Mpa

0,0004

0,0043

0,0150

0,0166

Pa , Mpa

0,0996

0,0957

0,085

0,0834

φ , доз

0,95

1,025

1,12

1,13

γ

0,0418

0,0365

0,0385

0,0390

Та , К

339

334

329

329

ηv

0,8699

0,9207

0,9255

0,8939



Процесс сжатия.

При ε = 10,3 и Та = 329 К, nN = 6000 мин-1 определяем по монограмме средний показатель адиабаты сжатия к1 = 1,3765 и средний показатель политропы сжатия n1 = 1,37. (1)

Давление в колнце сжатия.

При nN = 6000 мин-1

Рс = Раεn = 0,085*10,31,376 = 2,1036 Мпа.

Температура в конце сжатия.

Тс = Таεn-1 = 329*10,31,376-1 = 792 К.

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия.


Случайные файлы

Файл
19308.rtf
29276.rtf
15038-1.rtf
18953.rtf
28955.rtf




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.